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전자 1개가 여러 원자에?…국내 연구진 '새로운 양자상태' 규명

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작성자 임망훈 작성일20-07-21 04:56 댓글0건

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네이처 논문 게재 … 양자정보 전달 수단으로 확장 기대
"국내 연구진이 개척한 분야에서 선도적 연구 성과 또 나와"
(a) 2차원 자성 물질에서 방출된 빛을 측정했더니 특정 에너지를 가진 빛이 강한 것을 발견했다. 이러한 신호는 엑시톤의 증거로 기존보다 결맞음이 100배 이상 높은 수준 (b) 온도에 따른 신호 폭 그래프. 낮은 온도에서 신호가 매우 좁은 폭으로 분포 (c) 광방출 신호의 두께 의존성 (d) 2차원 자성 물질이 흡수한 빛을 측정했다. 이론적으로는 광방출 실험과 광흡수 실험 결과가 같아야 하는데, 광방출 실험에서 관찰했던 신호(피크 1)가 똑같이 나타난다 (기초과학연구원 제공) 2020.07.21 / 뉴스1
(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 미세한 양자 세계에서 지금까지 발견되지 않았던 새로운 '양자 상태'를 국내 연구진이 규명했다. 이번 연구 결과는 양자 통신·컴퓨팅 기술 발전으로 이어질 수도 있는 기초 연구로 양자 세계에 대한 이해를 깊게 만들 전망이다.

과학기술정보통신부와 기초과학연구원(IBS)은 국내 공동 연구진이 새로운 양자 상태를 규명한 연구 결과가 국제 학술지 네이처에 21일 게재됐다고 밝혔다.

박제근 기초과학연구원(IBS) 강상관계 물질 연구단 전(前) 부연구단장(서울대 물리천문학부 교수)은 정현식 서강대 교수, 김재훈 연세대 교수, 손영우 고등과학원 교수 등과 함께 자성을 띤 2차원 물질에서 독특한 신호를 발견하고, 이 신호가 전자 1개가 여러 원자에 나뉘어 존재하는 양자다체상태의 새로운 엑시톤이라는 것을 밝혀냈다.

양자 다체 자성 엑시톤은 근본적으로 새로운 양자상태로, 2차원 물질 양자현상 연구에 기여해 양자정보기술 발달에 기여할 것으로 기대된다.

엑시톤은 자유전자와 양공으로 이루어진 입자로, 광자를 방출하는 양자상태이기 때문에 양자광원이 필요한 양자정보통신 개발의 중요한 요소로 거론된다. 이번에 발견한 새로운 엑시톤은 이론적으로 예측된 적이 없는 새로운 양자현상으로 전자 1개가 여러 원자에 나누어 존재한다.

여러 원자에 나눠 존재한다는 것은 양자역학에서 전자 존재 확률은 산재해있는데, 전자가 한 원자가 아닌 여러 전자들에 속박돼있는 것을 말한다. 이러한 상태를 양자다체 상태라고 부른다.

연구진은 2차원 자성물질(NiPS3·삼황화린니켈)에서 서로 결맞음성(coherence)이 매우 강한 엑시톤 신호를 서로 다른 세 가지 실험으로 확인했다. 이론적으로도 예측되지 않았던 현상이기에 다양한 실험적 결과와의 교차 검증을 거친 것이다.

이들은 물질에 흡수된 뒤 다시 방출되는 빛을 측정하는 '광방출 실험'을 통해 2차원 NiPS3에서 결맞음이 강한 빛 신호를 발견했다. 그리고 빛의 운동량과 에너지 분산관계를 측정하는 '공명 비탄성 X선 산란실험'을 수행하고, 고체 내 다른 원자들과의 상호작용을 완벽하게 고려하는 양자역학 분야의 다체 이론으로 이 엑시톤 데이터를 설명했다. 또한 초정밀 광흡수 실험을 통해 결맞음성이 매우 높은 양자 자성 엑시톤이라는 결론을 이끌어 냈다. 이러한 실험과 데이터 계산·교차 분석을 통해 새로운 양자다체상태인 것이 규명됐다.

결맞음성은 여러 주파수의 파형(위상)이 서로 일치하는 현상이다. 양자 차원의 결맞음성은 양자 얽힘 현상과 관련돼 있다. 양자 통신은 이러한 양자 얽힘 현상을 이용해 이뤄지기 때문에 이번 연구가 양자 정보 통신으로 이어질 가능성이 있는 것이다.

2차원 물질은 그래핀처럼 층을 쌓아 조립할 수 있고 특유의 성질로 인해 응용성이 크다. 또 엑시톤에서 발생하는 빛은 양자상태로 정보를 전달하는 양자정보통신으로 확장될 수 있는데, 이때 엑시톤이 갖는 양자상태를 더 잘 이해하는 것이 중요하다.

박제근 교수는 "2차원 물질에서는 특이 양자상태가 매우 드물다"며 "우리 연구진이 개척한 자성 반데르발스 물질 분야에서 또 다시 선도적인 연구 성과를 내서 이 분야를 주도했다"고 의미를 밝혔다.

박 교수는 앞으로 NiPS3 양자 자성 엑시톤에 대한 후속 연구를 이어가 높은 결맞음성을 일으키는 원리를 규명하고, 이 엑시톤을 양자컴퓨팅 등과 같은 곳에 활용할 수 있는지도 연구할 계획이다.

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금융권에 따르면 하나금융 이사회는 오는 23일 회의를 열고 중간배당 실시 여부를 결정한다. /더팩트 DB

23일 이사회서 결정할 듯

[더팩트ㅣ정소양 기자] 하나금융지주 이사회가 이번 주 회의를 열고 중간배당 실시 여부를 결정할 것으로 전망된다. 앞서 금융당국이 주요 금융지주에게 코로나19 사태 장기화에 대비해 배당을 자제하라고 권고한 가운데 하나금융이 이를 받아들일지 귀추가 주목된다.

21일 금융권에 따르면 하나금융 이사회는 오는 23일 상반기 실적을 보고 받은 뒤 중간배당 여부를 결정한다.

하나금융은 지난달 말 주주명부를 폐쇄하는 등 중간배당에 대한 사전작업을 준비해왔지만, 아직까진 신중한 입장을 보이고 있다.

업계에서는 하나금융이 중간배당을 철회하거나 배당 규모를 크게 줄일 가능성이 높다고 보고 있다.

금융당국이 코로나19 사태 장기화와 이에 따른 실물경제 위축 등으로 인해 내실을 다져야 한다고 주장하며 직접적으로 배당 자제를 권고했기 때문이다.

윤석헌 금융감독원장은 지난 4월 초 "유럽중앙은행(ECB)과 영국 건전성감독청(PRA) 등은 코로나19 충격에 대응하기 위해 은행에 배당금 지급, 자사주 매입, 성과급 지급 중단을 권고하고 글로벌 은행들이 동참하고 있다"라며 "국내 금융회사들도 해외 사례를 참고해 충분한 손실흡수 능력을 확보하고 실물경제에 대한 원활한 자금공급 역량이 유지될 수 있도록 힘쓸 필요가 있다"고 당부했다. 은성수 금융위원장 역시 지난달 30일 "코로나19 사태가 끝나지 않은 상황에서 은행이 배당을 조심해야 하는 게 맞다고 생각한다"고 밝힌 바 있다.

업계는 하나금융이 중간배당을 실시하되 그 규모를 줄일 것으로 전망하고 있다. /더팩트 DB

이러한 금융당국의 권고는 하나금융 입장에선 부담으로 작용할 수밖에 없다.

이에 따라 일각에서는 중간배당 규모를 줄일 것이라는 관측도 제기된다. 그동안 주주환원 정책으로 중간배당을 꾸준히 해 온 하나금융이 배당을 포기하기보단 규모를 줄인다는 것이다. 지난달 말 주주명부를 폐쇄한 것도 이를 뒷받침한다.

주주명부 폐쇄란 배당금 지급을 위한 사전 절차로, 배당 대상이 누군지 확정하는 절차다.

하나금융은 지주 출범 다음 해인 2006년부터 글로벌 금융위기가 발생했던 2009년만 빼고 매년 중간배당에 나섰다. 특히 최근 4년간 1주당 △2016년 250원(총배당액 약 740억 원) △2017년 300원(888억 원) △2018년 400원(1200억 원) △2019년 500원(1499억 원)으로 배당 규모도 늘려왔다.

한 금융권 관계자는 "중간배당을 실시할 경우 금융당국의 눈 밖에 날 수 있다"며 "중간배당 규모를 줄이고 결산 배당 규모를 늘리는 방안을 선택할 수도 있을 것으로 보인다"고 전했다.

이와 관련 하나금융 관계자는 "이사회에서 여러 가능성을 두고 중간배당 여부를 검토하고 있다"고 밝혔다.

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