◆두번째 기회 대신 선택한 한국원자력연구원

한번 유학을 포기했던 그에게 1986년 다시한번 기회가 왔다. 레이저로 유명한 미국의 기업과 국내 대학에서 그에게 제안을 해 왔다. 고민을 거듭했다. 고민끝에 그가 내린 결론은 국내에 남기로 한 것. 대신 한국원자력연구원으로 자리를 옮겼다.

"고민을 무척 많이 했는데 원자력연에서 하고 싶은 연구를 마음껏 할 수 있게 해주겠다는 제안이 있어 자리를 옮겼다. 마음 한켠에는 유학을 포기한 아쉬움이 있었지만 국내에서 더 잘할 수 있다며 스스로를 위안했다."

원자력연에서 그가 연구에 주력한 분야는 레이저분광학이다. 이는 레이저 광선을 이용해 물질을 구성하는 원자 또는 분자의 내부구조를 연구하는 학문으로 이 교수는 자신이 있었다.

"적은 비용으로 국가의 위상을 높일 수 있는 연구를 구상했다. 레이저 핵융합과 분광학 두가지가 있었는데 핵융합은 이미 선진국에서 기술을 완료해 우리가 할 수 있는 부분은 엔지니어링 뿐이었다. 그래서 레이저 분광학을 하게 됐다."

이 교수는 연구에 몰입하면서 원자력 분야에 숨어있는 동위원소 분리 기술에도 성공해 한 동안 국제원자력기구(IAEA)로부터 감시를 받는 등 어려움을 겪기도 했다.

◆1년전 약속을 지켜 준 노벨상 수상자

"원자력연에서는 매년 11월 심포지엄을 열고 있는데 강연자를 선정하기 위해 분광학 분야에서 유명한 미국 과학자 윌리엄 필립스에게 전화를 했었다. 일정상 다음해에나 가능하다는 답변이 돌아왔다. 그런데 그가 다음해 10월에 노벨상 물리학상을 받았다."

당시 국내는 IMF로 모두가 어려운 상태였고 도저히 안될거란 생각에 윌리엄 초청을 포기하고 있었다. 그런데 이 교수의 안타까운 마음이 윌리엄에게 전달됐을까. 그가 먼저 "지난해 약속이 아직도 가능하냐"며 전화를 걸어왔다. 이 교수는 윌리엄에게 국내 사정을 설명하고 자문료 등 노벨상 수상자에게 걸맞는 대우를 할 수 없다고 솔직하게 말했다.

이 교수는 "윌리엄 씨가 돈 때문에 한국에 오는게 아니라고 말하며 기꺼이 오겠다고 하는데 감동이 물결처럼 밀려왔다"면서 "지금도 당시를 생각하면 가슴이 벅차오른다"고 소회했다. 그해 심포지엄은 어느 해보다 참석자가 많았고 한국의 원자력연이 분광학 분야에서 국제적 위상을 높이는데 많은 기여를 했다.

◆국내 최초의 빛 연구소 "고등광기술연구소"를 세우다

이 교수는 원자력연에서의 연구 활동을 기반으로 2001년 새로운 도전에 나선다. 그동안의 연구 인프라와 미리 준비한 기획안을 중심으로 국내에 최초로 "빛"을 연구하는 고등광기술연구소를 직접 설계하고 구축했다.

고등광기술연구소의 하나하나를 직접 만들어 갔다. 모든 시설마다 그의 손길과 숨결이 배어 있다고 해도 과언이 아니다. 설비들이 갖춰지자 곧바로 기존 1조분의 1초 단위의 레이저 기술인 피코초 연구를 뛰어넘는 펨토초 레이저기술 개발에 들어갔다.

"처음에는 쉽지 않았다. 정부 관계자를 설득시켜야 했는데 몇 번의 탈락끝에 A등급 과제로 채택 될 수 있었다. 당초 펨토초 레이저 개발까지 10년을 목표로 설정했는데 2008년 말에 이미 목표를 달성하고 유명 저녈에 논문까지 게재를 완료했다."

이 교수에 의하면 펨토초 초강력 레이저를 이용하면 새로운 기초연구가 가능해진다. 예술산업, 바이오, 의료 등에 접목해 소형 X선 레이저, 소형 양성자 가속기, 소형 중성자 가속기 등 연구 분야가 다양하다. 무엇보다 X선 가속기는 몸에 펄스 단위로 짧게 투영함으로써 인체에 미치는 위험율을 낮출 수 있으며, 양성자 중이온 가속기가 일반화 될 수 있어 암 치료에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

고등광기술연구소는 펨토초 레이저 설비를 당초 목표보다 앞당겨 하나는 이미 완성한 상태이며 현재 두 번째 설비가 마무리 단계에 있다.

이 교수는 "이는 세계 최고의 시설이다. 얼마전 중국와 일본에서 우리 기술을 배우기 위해 다녀갔다. 불과 20년전만 해도 우리가 배우기 위해 선진국을 찾아다녔는데 이제 상황이 역전됐다"면서 "펨토초 레이저는 나노기술(NT), 바이오기술(BT) 등 이용 분야가 많다. 5년, 10년 후 신성장 동력으로 외국에서는 응용연구가 활발하다. 우리도 좀 더 관심이 필요하다"고 강조했다.

▲세계 최고의 펨토초 레이저 구축을 위해 막판 힘을 쏟고 있는 고등광기술연구소의 핵심멤버들. ⓒ2011 HelloDD.com