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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 올해 노벨물리학상 제라르 무루 교수와의 추억

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나의 지도 교수, 그리고 올해 노밸물리학상 수상자 제라르 무루 교수

올해 노벨 물리학상 수상자로 아서 애슈킨 미국 벨연구소 박사, 제라르 무루 프랑스 에콜폴리테크니크 교수, 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수가 선정됐다. 이 소식을 접하고 나는 깜짝 놀랐다.

공동 수상자 가운데 한 사람인 제라르 무루(Gerard Mourou) 교수가 바로 필자의 박사학위 지도 교수이기 때문이다. 약 10년 전부터 후보라는 소식은 들었으나 막상 발표되고 나니 한편 놀라기도 하고, 또한 반갑고 영광스럽기도 하다. 약 30년 전의 추억이 떠올랐다. 

      김정호 KAIST 교수

제라르 무루 교수 팀은 극초단 펄스 레이저를 처음 개발하고 그 용용 분야를 개척했다. 그 팀이 개발한 레이저는 매우 짧은 시간을 갖는 펼스(Pulse) 레이저인데, 그 펄스의 크기가 팸토초 정도의 시간 단위의 크기이다. 그 레이저 펄스의 주기는 약 100MHz 정도 인데 그 이유는 레이저 공진기 거울간의 거리를 빛이 왕복하는 시간이 결정하기 때문이다. 레이저 펄스의 크기가 팸토초 크기라면, 그 시간은 놀랍게도 1000 조 분이 1초이다. 그 짧은 시간은 자연계에 존재하는 한계 시간이고 거의 ‘0’ 의 시간이라도 할 수 있다. 대부분의 자연계 현상이 정지한 시간이다.

그 펨토초 시간은 빛이 광속으로 전파하더라도 1 마이크로미터(백만 분의 1 미터) 밖에 전진하지 못하는 순간 정지의 시간이다. 이 시간은 광속의 빛도 정지한 시간이다. 이처럼 펨토초 레이저를 이용해서 빛도 정지한 이 시간대에 일어나는 다양한 물리, 화학 현상을 탐구할 수 있었다. 정지된 시간과 빛의 세계를 탐험할 기회를 제공한 셈이다. 전자, 원자, 분자도 정지시킬 수 있다. 이처럼 제라르 무루 교수는 자연과학과 공학의 신세계를 최초로 열었다고 본다. 그가 펨토초 레이저 연구를 제일 처음 시작했고, 30년 이상 지속적으로 꾸준히 진행했다. 그래서 노벨상을 받았다.

1980년대 제라리 무루 교수와 그 제자가 펨토초 레이저를 이용해 실험을 하고 있다. [출처: 로체스터 대학]

빛의 속도와 경쟁하는 피코초 반도체

한편 필자는 박사 학위 연구에서 이러한 펨토초 레이저를 이용해서 고속 반도체 소자의 특성을 측정하는 방법을 개발했다. 자연계에 머문 극한의 시간 기술을 공학과 접목해 기존의 전자 계측기로 측정할 수 없었던 펨토초 영역의 고속 반도체 현상을 측정할 수 있었다. 특히 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 영상을 영화 같이 찍을 수 있었다.

예를 들어, 우리가 영화를 만드는데 1초에 24장 정도의 사진을 찍고, 그것을 연속으로 보여주면 동영상이 된다. 그 때 영화 필름 속의 사진은 24분의 1초마다 1장씩 찍게 된다. 마찬가지로 펨토초 단위로 반도체 위에 전자파를 발생시키고, 그 전자파의 각종 현상을 영화처럼 측정한다.

발생 시간과 측정 시간을 팸초토 차이를 주면서 영상을 계속 얻는다. 그 시간 차이는 거울을 이용해 빛이 전파하는 시간으로 조절해서 달리한다. 거울을 1마이크로미터(1 백만 분의 1 미터)를 이동하면 빛의 시간을 펨토초 정도 지연 가능하다. 이렇게 반도체 공간에 분포한 전자파 사진을 찍고 매 펨토초 마다 시간 차를 두면서 계속 사진을 얻는다.

그리고 그 사진들을 나중에 쭉 이으면 전자파가 반도체 위에서 영화를 얻을 수 있다. 이렇게 보면 시간 공간에서 정지한 빛과 전자파의 세계를 영화로 구현해 보았다.

펨토초 레이저를 이용해서 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 모습을 측정한 영상의 한 장면. [출처: KAIST]

빛의 속도와 경쟁하는 고성능 반도체 시대 대비해야

시간이 한참 지난 지난 지금 필자는 고속 반도체와 패키지 설계 분야를 연구하고 있다. 인공지능과 빅데이터 시대에 필요한 고속, 고성능, 저전력 반도체 분야의 연구이다. 한편 박사학위를 받은 연구 분야를 벗어나 기간 산업과 가까운 분야를 하는 자부심을 갖고 있으면서 다른 한편으로 기초 연구에 대한 아쉬움이 교차한다.

지금 고속 반도체 GPU나 D램은 디지털 시계에 맞추어 빅데이터를 계산하고 저장하고, 주고 받는다. 이를 설계할 때 둘 사이의 신호 전파 지연시간(Latency)과 신호간의 시간 차이(Skew)를 피코초 단위로 줄여야 한다. 피코초(1조 분의 1초)는 펨토초의 1000 분의 1 초 시간이다. 펨토초 영역에서 연구하고 익숙하다 보니, 피코초는 당연히 조정 가능하고, 설계 가능하고 구현가능한 시간대라고 생각하게 되었다.

그리고 앞으로 펨토초 영역의 고성능 반도체도 설계할 수 있다는 상상이 된다. 모두 오래 전에 펨토초 과학과 공학을 경험해 보았기 때문이다. 이러한 경험이 상상력의 원천이 되고, 이로부터 다가오는 4차 산업혁명 시대를 위한 영감을 얻는다. 

엄청난 빅데이터 속도(Big data/s)에 대한 두려움이 없다.

빅데이터(Big data)도 중요하지만 빅데이터를 얼마나 빨리 주고 받을 수가 (Big data/s) 있는가에 대한 중요성을 보여주는 개념도. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr     

      

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]  

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李대통령 지지율 61%[한국갤럽] [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령 국정 지지율이 직전 조사보다 소폭 하락해 60%대 초반을 기록했다는 여론조사 결과가 15일 나왔다. 한국갤럽이 지난 12∼14일 전국 만 18세 이상 유권자 1011명을 대상으로 이 대통령의 직무수행에 관한 의견을 물은 결과 '잘하고 있다'는 응답은 61%로 집계됐다. 2주 전 조사 대비 3%포인트(p) 하락했다. 이재명 대통령이 14일 청와대 여민관에서 33차 수석보좌관회의를 주재하며 모두발언을 하고 있다. [사진=청와대] 반면 '잘못하고 있다'는 응답은 28%로 직전 조사 대비 2%p 올랐다. '의견 유보'는 11%로 집계됐다. 직무수행 긍정 평가 이유로는 '경제·민생'(26%)이 가장 높았다. 뒤이어 '외교'(10%), '전반적으로 잘한다'(7%) 순이었다. 부정평가 이유는 '과도한 복지·민생지원금', '도덕성 문제·본인 재판 회피'가 각각 10%로 가장 높았다. 뒤이어 '경제·민생·고환율'(9%), '전반적으로 잘못한다'(8%) 순이었다. 한국갤럽은 "2주 전과 비교하면 부정 평가 이유에서 도덕성 관련 지적이 늘었다"며 "이는 여당이 추진하는 윤석열 정권 조작 수사·기소 특검에 공소 취소 권한 부여 공방 영향으로 보인다"고 분석했다. 정당 지지도 조사에서는 더불어민주당이 45%, 국민의힘이 23%를 기록했다. 민주당은 직전 조사 대비 1%p 떨어진 반면 국민의힘은 2%p 올랐다. 조국혁신당은 2%, 개혁신당은 4%, 진보당은 1%의 지지도를 기록했다. 무당층 응답자는 24%로 집계됐다. 특히 민주당이 추진 중인 이른바 '조작기소 특검법'에 이 대통령 재판을 무효화할 수 있는 공소 취소 권한을 부여하는 것과 관련해서는 반대 의견이 더 많았다. '공소 취소 권한을 부여해야 한다'는 응답은 27%, '부여해선 안 된다'는 응답은 44%로 집계됐다. 의견 유보는 28%였다. 이번 조사는 무작위 추출된 무선전화 가상번호에 전화 조사원 인터뷰 방식으로 진행됐다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. pcjay@newspim.com 2026-05-15 11:06
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이정후 '인사이드 더 파크 홈런' [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 미국 메이저리그 샌프란시스코의 이정후가 '절진 더비' 마지막 날 빅리그 데뷔 첫 인사이드 더 파크 홈런을 기록했다. 김혜성도 중요한 타점을 올리며 팀 승리에 기여했다.  LA다저스는 15일(한국시간) 미국 캘리포니아주 로스앤젤레스 유니클로 필드 앳 다저스타디움에서 열린 2026 메이저리그 샌프란시스코 자이언츠전에서 5-2로 이겼다. 다저스는 지구 라이벌 샌프란시스코를 꺾고 4연전 시리즈에서 2연패 후 2연승을 거두고 균형을 맞췄다. 26승 18패로 샌디에이고(25승 18패)를 제치고 내셔널리그 서부지구 1위를 탈환했다. [로스앤젤레스 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=이정후가 15일(한국시간) MLB 다저스와 원정 경기 5회초 인사이드 파크 홈런을 기록하고 포효하고 있다. 2026.5.15. psoq1337@newspim.com 다저스는 1회말 선두 타자로 나온 스미스가 랜던 룹의 4구째 싱커를 밀어쳐 우중간 담장을 넘기는 솔로 홈런을 터뜨렸다. 스미스의 생애 첫 리드오프 홈런. 2회말 김혜성은 1사 2, 3루에서 첫 타석을 맞은 그는 룹의 초구 싱커를 노려 중전 적시타를 찍었다. 3루 주자 맥스 먼시가 홈을 밟으며 2-0이 됐다. 김혜성의 시즌 타점은 1개 늘었고, 타율도 0.268에서 0.274로 올라갔다. 두 번째 타석인 4회말 2사 2루 상황에서는 높은 패스트볼에 헛스윙 삼진을 당하며 아쉬움을 남겼다. 샌프란시스코 리드오프 이정후는 1회 첫 타석에서는 2루 땅볼로 김혜성에게 잡혔다. 3회 두 번째 타석에서는 몸에 맞는 공으로 출루했지만 후속 타선이 이어가지 못했다. [로스앤젤레스 로이터=뉴스핌] 박상욱 기자=김혜성이 15일(한국시간) MLB 샌프란시스코와 홈 경기 2회말 적시타를 때리고 있다. 2026.5.15. psoq1337@newspim.com 팀이 0-2로 뒤진 5회초 2사 1루에서 이정후는 볼카운트 0-2에서 에밋 시핸의 94.8마일 포심을 밀어쳐 좌익선 쪽으로 날카로운 타구를 보냈다. 타구는 펜스를 맞고 굴절됐고, 좌익수 에르난데스가 처리 과정에서 공을 뒤로 흘렸다. 1루 주자가 먼저 홈을 밟는 동안 이정후는 2루, 3루를 거쳐 멈추지 않고 홈까지 질주했다. 헤드퍼스트 슬라이딩후 포효했다. 메이저리그 데뷔 이후 첫 인사이드 더 파크 홈런이자 시즌 3호 홈런이었다. 스코어는 단숨에 2-2. 다저스는 6회말 2사 2, 3루에서 김혜성 타석에서 대타 알렉스 콜이 투입됐다. 콜은 우전 적시타로 주자 두 명을 모두 불러들이며 4-2를 만들었다. 이어 미겔 로하스의 적시타까지 더해 점수는 5-2로 벌어졌다. 이정후는 8회초 무사 1루에서 알렉스 베시아와 9구 승부를 펼쳤지만 중견수 뜬공으로 잡혀 이날 3타수 1안타 2타점 1득점으로 타율은 0.267로 소폭 올랐다. psoq1337@newspim.com 2026-05-15 14:24
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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