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철새 V자 대형의 비밀은 '상승기류' 목록

조회 : 3728 | 2014-02-26

 

 

  붉은 부리의 새들이 일렬로 날갯짓을 하고 있다. 어떤 새는 날개를 위로 뻗고, 어떤 새는 날개를 구부리며 리듬을 타고 있다.

 

  이번 주 ‘네이처’ 표지는 붉은볼따오기들이 차지했다. 스티븐 포르투갈 영국 왕립수의대 박사 연구팀이 철새가 V자 대형을 이루며 비행하는 것은 앞의 동료 철새가 만드는 ‘상승기류’를 이용하기 때문이라는 사실을 밝힌 연구결과다. V자 대형을 이루면 철새가 비행할 때 에너지 소모가 적다는 것은 알려져 있었으나, 그 원리가 명확히 밝혀진 것은 이번이 처음이다.

 

  연구팀은 오스트리아 빈 인근에서 어린 붉은볼따오기 14마리에게 위성위치확인시스템(GPS)을 설치했다. 비행기를 타고 이들과 함께 날며 동영상으로 촬영해 이들의 비행 대형과 날갯짓 횟수 등을 기록했다.

 

  연구팀은 새들이 각도를 45도로 유지하며 V대형으로 날 때 앞의 동료와 0.49~1.49m 거리를 일정하게 둔 채 비행하는 것을 발견했다. 이를 분석한 결과 앞에서 나는 붉은볼따오기들이 뒤의 동료를 위해 상승기류를 만드는 것을 알 수 있었다.  

 

  포르투갈 박사는 “새가 날갯짓을 하면 공기가 소용돌이치는 기류인 ‘난류’가 생긴다”며 “난류는 처음에는 아래 방향으로 향하다가 곧 상승기류로 바뀌는데, 뒤따라오는 붉은볼따오기가 이 상승기류를 타기 위해 약간 거리를 두고 나는 것”이라고 설명했다.

 

  그는 “각 위치의 새들은 리더와 옆의 동료가 어떤 기류를 타고 있는지 즉각적으로 반응해 시시각각 날개 방향을 바꾸며 다른 비행전략을 취한다”며 “V자 대형으로 날면 심장박동수와 날갯짓도 11~14% 감소해 에너지도 효율적으로 사용할 수 있다”이라고 덧붙였다.

 

 

 

 

 

  둥근 원 주위로 초록빛이 새어 나오는 모습이 마치 달이 해를 가리는 개기일식을 연상케 한다.

 

  이번 주 ‘사이언스’는 구(球) 형태의 전자와 그 주변에 몰린 가상입자들을 나타내는 상상도를 표지에 싣고, 아직 밝혀지지 않은 입자의 존재를 증명하려는 미국 물리학자들의 연구 결과를 소개했다.

 

  미국 하버드대와 예일대, 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA) 등이 참가한 ACME 프로젝트팀은 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형강입자충돌기(LHC)를 이용해 극성분자인 일산화토륨의 회전 운동을 관찰했다.

 

  연구팀의 목적은 분자 내 전자의 ‘형태’ 변화 확인이다. 만약 실제로 가상입자가 존재한다면 전자 주변에 비대칭적으로 몰려 전하의 균형을 깨뜨릴 것이고, 이는 전기쌍극자 모멘트를 유발해 둥근 전자 모양에 미세한 변화를 일으킬 것이라고 예상한 것이다.

 

  '전기쌍극자 모멘트'는 물질의 음전하와 양전하의 위치가 일치하지 않거나 떨어져 있어 전기적 중성상태가 깨지는 현상을 말한다.

 

  연구팀은 일산화토륨을 LHC에서 강하게 회전 시킨 뒤 전자의 변화를 기존 유사 실험들보다 10배 이상 더 정밀하게 관찰했다. 하지만 전자의 둥근 형태는 변하지 않는 것으로 확인됐다.

 

  연구에 참여한 미국 예일대 물리학과 데이비드 드밀 교수는 "전자 표면의 변화를 더 자세히 관찰한다면 다른 결론을 얻을지 모른다"며 "지난 세기 현대 물리학을 이끌어 온 표준모형 이론이 우주를 완벽하게 설명하지 못하는 만큼 다양한 연구와 시도가 꾸준히 이뤄져야 한다"고 말했다.

 

 동아사이언스 최새미 기자 saemi@donga.com 전준범 기자 bbeom@donga.com 

 

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