커버스토리: 진동하는 액상 과립 물질들의 브라운 운동

1920년대에 Walter Gerlach와 E. Lehrer는 가스와 같은 평형 환경(equilibrium environment)에 들어간 극세사(fine wire)가 회전하면서 브라운 운동을 하는 것을 관찰했다. 이들의 간단한 실험을 통해 평형 통계 메커니즘에 대한 핵심 아이디어가 얻어졌다. 또한 와이어에 의한 입자의 충돌과 같은 복잡한 메커니즘이 점도(viscosity) 및 온도와 같은 거시적 인자들의 영향을 받는다는 사실도 밝혀졌다. 이러한 아이디어는 평형상태에서 벗어난 시스템 역시 설명할 수 있을까? 이와 같은 가정은 평형상태에서 상당히 벗어난 전형적인 실험들(표지 참조)을 통해서 해답을 얻을 수 있었다. 민감한 비틀림 떨개(torsion oscillator)에 밀리미터 크기의 입자들을 강력한 외부 진동을 이용하여 부유 시켰다. 떨개는 탄성적으로 결합된 브라운 입자처럼 움직였으며, 입자들은 비 평형 매질(non-equilibrium medium)에 있는 것처럼 진동하였다