2005년 노벨 물리학상은 빛에 관한 연구 성과에 집중됐다. 로이 글라우버는 ‘양자광학적 결맞음’이라는 이론으로 빛과 레이저의 특성을 기술해 현대 양자광학의 토대를 제공했다는 공로를 인정받았고, 죤 홀, 테오도르 핸쉬는 원자나 분자에서 나오는 빛의 색깔을 극도로 정밀하게 측정하는 방법, 즉 정밀 분광학을 발전시킨 공로를 인정받았다.
글라우버 교수의 ‘양자광학적 결맞음’ 이론은 레이저가 백열전구나 형광등과 같은 보통의 빛과는 달리 하나의 색과 주파수를 지니고 있고 빛을 이루는 파동의 위상 역시 일정하게 ‘결 맞는’ 상태라는 것을 증명했다.
공동수상한 죤 홀, 테오도르 핸쉬 박사는 글라우버 교수의 이론을 기반으로 ‘1000조 분의 1’ 정도의 정확성으로 빛의 주파수를 구별해낼 수 있는 분광기술을 개발해 오늘날 휴대전화, 초정밀 시계, GPS 등 각종 첨단과학기술 기기들에 응용될 수 있도록 했다.
이들은 빛을 짧은 다발인 펄스(pulse)로 만들고 펄스의 폭을 극도로 좁히기 위해 다른 많은 주파수의 파형을 조밀하게 합쳤는데, 이들 주파수 성분이 마치 머리를 빗는 빗처럼 조밀하다고 하여 이른바 ‘주파수 빗 기술(frequency comb technique)’이라고 한다. 이 빗의 간격을 극도로 좁히면 30억 년에 1초가 틀리는 정도의 정밀한 시계를 만들 수 있다고 한다.
앞으로도 빛의 양자광학 이론과 정밀 분광학기술은 기초과학 분야와 통신, 컴퓨터, 우주기술 등 첨단의 응용분야에도 널리 적용되어 우리의 생활을 더욱 편리하게 해줄 것으로 기대된다. 그야말로 빛의 연구가 생활의 빛이 되어주는 세상이 열릴 것이라는 얘기다.