IBS, 전자 1개가 여러 원자에 존재하는 양자상태 발견
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작성자
안현상
작성일20-07-21 04:22
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네이처 논문 게재…양자정보 전달 수단으로 확장 기대
[서울=뉴시스] 덩치삼황화린니켈의 결정 구조.[서울=뉴시스] 이재은 기자 = 기초과학연구원(IBS) 강상관계 물질 연구단 박제근 전 부연구단장(서울대 물리천문학부 교수)은 서강대 정현식씨, 연세대 김재훈씨, 고등과학원 손영우씨 등과 함께 자성을 띤 2차원 물질에서 독특한 신호를 발견했다. 이 신호는 전자 1개가 여러 원자에 나뉘어 존재하는 양자다체상태의 새로운 엑시톤인 것으로 확인됐다.
엑시톤은 자유전자와 양공으로 이루어진 입자로, 광자를 방출하는 양자상태이기 때문에 양자광원이 필요한 양자정보통신에 중요한 열쇠로 거론된다.
이번에 발견한 새로운 엑시톤은 삶과 죽음이 중첩되어 존재하는 슈뢰딩거의 고양이처럼 전자 1개가 여러 원자에 나누어 존재한다. 이 엑시톤은 이론적으로 예측된 적이 없는 새로운 양자현상이다.
과학기술정보통신부와 기초과학연구원는 이번 성과가 세계적 학술지 네이처(Nature, IF 42.778)에 21알 게재됐다고 밝혔다.
연구진은 2차원 자성물질(삼황화린니켈, 이하 NiPS3)에서 결맞음성이 매우 강한 엑시톤 신호를 서로 다른 세 가지 실험으로 확인하고 이 신호 데이터를 계산하여 이번에 발견한 엑시톤이 양자다체상태임을 규명했다. 결맞음성이란 파장 여러 개의 주파수와 파형이 일치함을 이른다. 파장이 다양한 자연광보다 단일한 파장을 갖는 레이저가 결맞음성이 높다.
면 형태의 2차원 물질은 1차원이나 3차원에서 나타나지 않는 전자 상호작용으로 독특한 물리적 특성을 갖는다. 이번 실험에 사용된 NiPS3는 자성을 가지면서 얇은 2차원 층으로 분리되는 반데르발스 물질 중 하나다.
연구진은 물질에 흡수된 뒤 다시 방출되는 빛을 측정하는 광방출 실험을 통해 2차원 NiPS3에서 결맞음이 강한 빛 신호를 발견했다.
이후 빛의 운동량과 에너지 분산관계를 측정하는 공명 비탄성 X선 산란실험을 수행하고, 고체 내 다른 원자들과의 상호작용을 완벽하게 고려한 양자역학적 이론인 다체 이론으로 이 엑시톤 데이터를 설명했다.
연구진은 최신 양자역학 기반의 다체 이론을 적용하고 방대한 양의 계산을 수행하였으며, 이를 공명 비탄성 X선 산란실험 결과와 비교하여 이번에 발견한 엑시톤이 양자다체상태임을 알 수 있었다.
양자 다체 자성 엑시톤은 근본적으로 새로운 양자상태로, 2차원 물질 양자현상 연구에 기여해 양자정보기술 혁명을 앞당길 것으로 기대된다.
2차원 물질은 그래핀처럼 층을 쌓아 조립할 수 있어 응용성이 크다. 또 엑시톤에서 발생하는 빛은 양자상태로 정보를 전달하는 양자정보통신으로 확장될 수 있는데, 이 때 엑시톤이 갖는 양자상태를 더 잘 이해하는 것이 중요하다.
이 엑시톤은 에너지 폭이 매우 좁은, 결맞음성이 높은 신호를 보이는데 초전도체, 초유체 등 특이한 물리 현상들도 결맞음성과 관련이 있다.
박제근 전 부연구단장은 “2차원 물질에서는 특이 양자상태가 매우 드물다”며 “우리 연구진이 개척해서 중요한 연구 분야로 자리매김한 자성 반데르발스 물질 분야에서 또다시 선도적인 연구 성과를 내서 이 분야를 주도했다"라고 의미를 밝혔다.
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연구진은 2차원 자성물질(삼황화린니켈, 이하 NiPS3)에서 결맞음성이 매우 강한 엑시톤 신호를 서로 다른 세 가지 실험으로 확인하고 이 신호 데이터를 계산하여 이번에 발견한 엑시톤이 양자다체상태임을 규명했다. 결맞음성이란 파장 여러 개의 주파수와 파형이 일치함을 이른다. 파장이 다양한 자연광보다 단일한 파장을 갖는 레이저가 결맞음성이 높다.
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[아이뉴스24 정상호 기자] 5·16 쿠데타는 거사 계획이 사전에 새어나가며, 거사일이 3번이나 바뀐다. 쿠데타 당일인 5월16일, 1군은 쿠데타군 진압을 위해 츨동을 준비한다. 그러나 진압 명령은 내려오지 않는다. 결국 5·16 쿠데타는 한국 현대사의 큰 흐름을 바꾼다.
◆ 5·16 군사 정변, 그날!
1961년 5월 16일, 박정희 소장을 중심으로 한 젊은 군인들이 군사 쿠데타를 일으켰다. 5월 16일 새벽 탱크와 총을 앞세운 군인들이 서울 도심으로 진입하기 위해 한강 다리를 건너는데. 그때 한강 다리는 이미 진압군에 의해 봉쇄된 상태였다. 쿠데타를 포기할 것인가 고민에 빠진 박정희 소장. 그 사이 쿠데타군과 진압군 간의 교전이 벌어진다.
박정희 소장이 이끄는 쿠데타군은 어떻게 이 위기를 극복했을까.
'역사저널 그날' [ KBS 1TV ]
◆ 5·16 쿠데타는 사전에 누설됐다!
쿠데타가 일어나기 한 달 전, 장면 국무총리는 박정희 소장이 쿠데타를 준비하고 있다는 내용을 보고받는다. 쿠데타 계획이 사전에 누설된 것이었다. 장면 국무총리는 육군참모총장 장도영 중장에게 진상 파악을 지시하는데. 이미 계획이 누설된 쿠데타가 어떻게 성공했을까. 쿠데타 거사 일을 세 번이나 연기한 속사정은 무엇일까.
◆ 유망한 청년 장교 쿠데타 세력이 되다?
당시 김종필을 비롯한 젊은 엘리트 장교들은 부패한 군 상층부를 바꿔보자는 정군운동을 벌인다. 때마침 육군참모총장에게 퇴임할 것을 건의하는 서한을 보낸 당시 부산 군수기지 사령관 박정희. 그는 단숨에 젊은 장교들의 리더로 떠오른다. 쿠데타 모의를 시작한 박정희 소장과 젊은 장교들. 쿠데타를 통해 그들이 꿈꾼 것은 무엇이었을까.
◆ 사라진 쿠데타 진압의 기회!
5월 16일 오전, 전군의 70%를 차지하는 1군은 쿠데타군 진압을 위한 출동 준비에 돌입한다. 1군이 나선다면 쿠데타군을 충분히 제압할 수 있는 상황. 하지만 아무도 진압 명령을 내리지 않는다. 쿠데타군의 진압 명령을 내릴 수 있었던 세 사람, 윤보선 대통령, 장면 국무총리, 케네디 미국 대통령. 이들이 쿠데타 진압을 명하지 않은 그 속내는 무엇일까.
5·16 군사 정변, 그 성공의 미스터리를 7월 21일 화요일 밤 10시 KBS 1TV '역사저널 그날'에서 살펴본다.
정상호기자 [email protected]
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[아이뉴스24 정상호 기자] 5·16 쿠데타는 거사 계획이 사전에 새어나가며, 거사일이 3번이나 바뀐다. 쿠데타 당일인 5월16일, 1군은 쿠데타군 진압을 위해 츨동을 준비한다. 그러나 진압 명령은 내려오지 않는다. 결국 5·16 쿠데타는 한국 현대사의 큰 흐름을 바꾼다.
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