By RHETT ALLAIN, WIRED US

자석과 코로나19 이야기를 해야 한다는 것이 두렵다. 어떤 이야기도 해서는 안 되지만, 백신을 접종한 인간이 자석처럼 될 일이 없다는 사실을 이야기해야 하는 것은 분명하다. 얼굴에 숟가락을 올린 사람의 모습이 담긴 온라인 영상을 본 것과 상관없이 숟가락이 사람의 얼굴에 부착되는 이유는 단지 땀에 찬 피부에 금속이 있기 때문이다. 숟가락만큼 오래된 재미있는 속임수이다.

화난 것이 아니라 실망한 것이다. 사실, 이번 기회를 자석에 대해 자세히 이야기할 기회로 사용하자. 숟가락이 사람의 얼굴에 붙은 모습을 담은 영상을 본 모든 곳에서 이를 활용할 별도의 기기가 있다. 따라서 적어도 해당 기기의 기본 작동 방식을 인지하는 것이 중요하다.

가장 간단한 형태의 자석
자석이 부착되는 사물 중, 가장 간단한 것으로 냉장고를 생각할 수 있다. 아니다. 냉장고는 꽤 복잡하다. 가장 기본적인 형태는 전자석이다. (양성자, 음전자와 같은) 전하는 전자기장을 생성한다. 그러나 전하 이동과 함께 자기장이 형성된다. 단순히 배터리와 전선만으로도 전하의 흐름을 일으킬 수 있다. 한쪽 배터리 끝을 반대쪽 끝과 함께 연결한다면, 전하의 이동을 일으키는 전류가 흐르게 된다.

전류가 자기장을 형성하는 것을 보고 싶다면, 자기 나침반의 가장 윗부분에 전선을 두면 된다. 나침반 바늘이 새로운 방향으로 움직이는 것을 보게 될 것이다.

전선을 철 성분으로 구성된 무언가로 감싸면, 자기장은 더 강해진다. 그 전체 과정을 아래와 같이 자세히 설명한다.
 
막대자석은 어떤가?
만약, 냉장고에 막대자석을 부착하는 것을 생각한다면, 배터리나 전류 흐름과는 다른 형태라고 말한다. 그렇다면, 자기장은 어떻게 생성하는가? 솔직하게 설명하겠다. 여기서부터 상황이 복잡해진다. 막대자석이라는 단단한 물체가 자기장을 생성하는 방법을 설명하기 위해 원자 단위로 내려가야 한다.

모든 물질은 원자로 구성됐으며, 원자는 전자와 양성자, 중성자를 생성한다. 이 모든 것이 작은 자석과 같은 역할을 하면서 물리학자는 전자와 양성자, 중성자 특성을 자기 모멘트(magnetic moment)라는 용어로 설명한다.

원소의 전체 자기 모멘트는 원소 안의 모든 입자의 모멘트의 벡터의 총합이다. 예를 들어, 두 개의 다른 원소의 다른 두 가지 입자를 생각해보자. 그중 하나의 원소의 자기 모멘트가 반대 방향으로 향하는 것을 생각해보자. 기본적으로 매우 작은 매우 작은 자기장을 생성한다. 반대로 자기 모멘트가 같은 방향을 향한다면, 자기장이 더해진다.

대다수 원자의 자기 모멘트는 매우 낮지만, 상당히 큰 자기장을 생성하는 원자도 간혹 존재한다. 이러한 요소를 강자성체(ferromagnetic material)라고 부르며, 철과 니켈, 코발트 등을 예시로 언급할 수 있다. 순물질이 아닌 일부 합금과 세라믹도 강자성을 지니고 있다.

그러나 단순히 강자성체를 지녔다고 해서 무언가를 자석으로 만드는 것은 아니다. 철로 제작된 못을 잡을 때, 못이 막대자석과 같은 역할을 하는 것은 아니다. 그러나 꽤 쉽게 막대자석과 같은 역할을 하도록 변환할 수 있다. 원자 인근에서 자성으로 상호작용하면서 자기 모멘트를 일직선으로 만드는 철의 작은 영역 때문이다. 이처럼 정렬된 모멘트를 자기구역(magnetic domain)이라고 칭한다. 자기구역이 같은 방향을 가리킨다면, 철이 자석 역할을 한다.

그렇다면, 철이 자석 역할을 하도록 만드려면 어떻게 해야 할까? 간단하다. 강력한 자성을 지닌 자석을 비자기구역(unaligned domain)에 가까이 가져다 대면, 정렬될 것이다. 강자성을 지닌 동시에 정렬된 자기 구역을 지닌 철은 땅 위의 바위에서 찾을 수 있다. 이를 자철석(lodestone)이라고 부른다. 자철석은 강력한 자기장은 낙뢰가 발생하는 동안 생성된다.

자석, 모든 종류의 금속과 상호작용할까?
집 근처에 금속 물질을 다량으로 두었다면, 대부분이 강철(혹은 철 합금)이나 알루미늄, 구리, 황동일 수도 있다. 주방에서 사용하는 솥이 철로 제작되었을 수도 있다. 여기서 솥과 강철 일부만 자석을 끌어당긴다.

자석이 강자성체에만 상호작용한다는 사실을 기억하는 것이 중요하다. 실제로 자력을 지닌 인간이라면, 강철이나 철로 제작된 숟가락만 머리에 부착할 수 있다. 은수저는 신체에 붙지 않을 것이다.

코로나19 백신, 금속 성분 들어있나?
영상으로 신체에 자석을 붙일 수 있는 모습을 보여준 이들은 코로나19 백신 접종 후, 인체 내에 금속이 생성됐다고 주장한다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 자체 홈페이지에 밝힌 긴급 사용 승인한 코로나19 백신 3종의 성분 목록과 관련, 다음과 같은 사실을 가리킨다. “코로나19 백신 모두 철과 니켈, 코발트, 리튬, 희토류 합금 등 금속 성분이나 마이크로전자, 전극, 탄소나노튜브, 나노선 반도체 등 금속 성분으로 제조된 제품을 전혀 포함하지 않는다.”

그러나 CDC의 백신 성분 목록을 보면, 백신 3종 모두 염화나트륨이나 아세트산나트륨 등 나트륨 형태의 물질을 포함하고 있으며, 백신 하나는 염화칼륨 성분도 지닌 것으로 확인됐다. 칼륨과 나트륨 모두 금속이 될 수 있다. 그러나 칼륨과 나트륨 성분이 있다면, 결과적으로 금속을 만들 수 있다는 의미일까?

캘리포니아대학교 버클리캠퍼스의 화학 및 물리학 부교수인 나오미 진스버그(Naomi Ginsberg)는 위의 질문에 아니라고 답변했다. 진스버그 교수는 “칼륨과 나트륨은 고체 형태의 금속일 뿐 주입 용액의 첨가물과 같은 고체가 아니다. 각각의 이온은 주로 물을 구성하고는 희박한 각각의 칼륨과 나트륨으로 구성된 액체인 용액에 분산된다. 이는 기본적으로 이온 음료인 게토레이나 페디어라잇(Pedialyte) 등의 용해된 소금과 같다. 모두 인체가 제 기능을 하는 데 필요하지만, 운동하는 도중 사라진다”라고 이메일을 통해 설명했다.

그리고, 칼륨과 나트륨 모두 강자성을 지니지 않았다. 따라서 일반적인 물체와 함께 자기 상호작용을 일으킬 수 없다.

그렇다면, 신체에 숟가락을 어떻게 부착했을까?
숟가락을 머리에 부착한 모습을 선보인 영상 속 인물이 직접 스스로가 자석과 같은 성질을 지닌 사실을 입증했는가? 아니다. 그렇지 않다. 금속이든 아니든 특정 물체를 인체에 부착할 수 있는 이유는 인간의 땀이 약간 끈적한 상태를 만들기 때문이다. (간혹 땀을 흘리면, 다른 사람보다 신체가 더 끈적이는 상태가 되는 이도 있다) 커다랗고 평평한 표면을 지닌 제품은 피부와 접촉할 수 있는 영역이 더 넓기 때문에 당연히 인체에 부착될 확률이 더 높다. 이 과정에 자석은 사용되지 않았다.

인간이 자석과 같은 성질을 지니지 않은 것이 확실한가?
철을 예시로 살펴보자. 철은 많은 사람이 매일 아침 시리얼을 통해 인체에 흡수하는 강자성체이다. 실제로 대다수 인간의 인체 내에는 철 성분이 포함됐으며, 오래전부터 알려졌으며, 집에서 간단하게 할 수 있는 한 가지 실험을 통해 이를 입중할 수 있다. 가장 좋아하는 시리얼을 두고 미세한 가루 상태가 되도록 갈아보아라. 그리고, 시리얼을 컵에 담고 물을 약간 부어보아라. 그리고, 자석을 넣어보아라. 자석이 시리얼 안에 함유된 철분을 끌어당길 것이다. 그리고, 이를 직접 밀어낼 수도 있다. 매우 강력한 자력을 지닌 자석이 있다면, 더 확실한 효과를 확인할 수 있다.

필자도 코코아 시리얼을 이용해 시리얼 속의 철 성분을 분리했다. (필자는 자석에 알루미늄 호일을 감싸고, 이후 철을 쉽게 분리하도록 했다.)

따라서 인체에 금속 성분이 있다. 좋은 소식이다. 또한, 시리얼 종류를 떠나 인체 내 자력을 생성하는 일은 없다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
No, Covid-19 Vaccines Won't Make You Magnetic. Here's Why