전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
경제 과학기술

속보

더보기

동국대 임현식 교수팀, 새로운 양자물질 최초 발견…"양자컴퓨터 응용 기대"

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

새로운 '보스·아인슈타인 응축' 물질 발견·규명

[세종=뉴스핌] 이태성 기자 = 국내 연구팀이 스핀구름의 응축을 통한 새로운 양자물질을 세계 최초로 발견했다.

이번 발견은 미세한 온도나 압력, 자기장 등의 변화를 감지하는 센서분야에서 활용 가능할 것으로 알려졌다. 특히 양자컴퓨터의 기본이 되는 큐비트(최소 정보 단위)로도 응용이 가능할 것이라는 평가를 받는다.

과학기술정보통신부는 임현식 동국대학교 교수 공동연구팀이 극저온 실리콘 금속에서 스핀구름들의 응축 현상을 통해 새로운 양자 물질을 발견, 규명했다고 7일 밝혔다.

스핀구름(콘도구름)이란 금속이나 반도체 내에 자성을 가리기 위해 형성된 자유 전자들을 뜻한다.

제1저자이자 교신저자인 임현식 동국대 물리반도체과학과 교수 [사진=동국대학교 홈페이지] 2023.02.06 victory@newspim.com

과기부의 기초연구사업 중견연구 및 기초연구실 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처 피직스(Nature Physics)'에 2월 6일(현지시간) 게재됐다.

전기 저항이 없어 자기부상열차나 자기공명영상장치(MRI) 등에 활용이 가능한 고온 초전도 현상에서, 스핀구름의 역할이 매우 중요하다고 알려져 있다.

그러나 응집물질물리학 분야에서 스핀구름 형성과 이들 간의 상호작용에 의한 새로운 양자 물질에 대한 연구는 아직까지 풀리지 않은 난제가 많다.

연구팀은 양자컴퓨터 소자관련 연구를 하던 중 우연히 실리콘 금속에서 그동안 학계에 보고되지 않은 특이한 신호를 발견하고 연구를 시작했다고 밝혔다.

금속에 형성된 스핀 구름들의 밀도가 적은 경우 스핀 구름들은 기존에 잘 알려진 콘도 효과(자성 불순물과 – 주변 전자의 스핀-스핀 산란 때문에 전기 저항이 임계 온도에서 커지는 현상)를 나타내며, 스핀 구름들이 충분히 많아 서로 중첩된 응축 현상을 보이는 경우 쿠퍼-쌍이 없는 초전도체와 유사한 새로운 양자 물질이 형성될 수 있다. [자료=과학기술정보통신부] 2023.02.06 victory@newspim.com

스핀구름에 관한 연구는 극저온에서 측정해야하는 제약 등 여러 실험적 어려움과 해석의 한계로 인해 선행 연구가 극히 적었으나, 연구팀은 포기하지 않고 2015년부터 수년간 연구를 지속해 왔다.

그 결과 실리콘 금속에서 관측된 것은 물질의 상(相) 중 고체, 액체, 기체, 플라스마(Plasma)에 이어 1990년대에 발견된 '보스·아인슈타인 응축' 상태 특성을 갖는 새로운 물질임을 밝혀냈다. 분광학 및 전기 전도도 측정을 활용했다.

실리콘 금속을 이용해 극저온(1K, -272.15℃)에서 스핀 구름들을 응축하면 새로운 양자 물질이 존재할 수 있음을 세계 최초로 발견하고 규명하는 데 성공한 것이다.

측정된 상태 밀도 함수(단위 부피당, 단위 에너지당 전자가 존재할 수 있는 양자 상태)의 모양은 초전도체에서 관측되는 모양과 유사하며 이는 스핀 구름들의 응축을 통해 초전도체와 유사한 양자 물질이 형성됨을 의미한다. [자료=과학기술정보통신부] 2023.02.06 victory@newspim.com

이번 연구 성과는 금속 및 반도체에서 '스핀-스핀 상호 작용'을 이해하고 고온 초전도체를 포함한 다양한 강상관계 물질을 연구하는 데 기여할 것으로 기대된다.

강상관계 물질이란 구성 입자들이 강하게 상호작용해 일반적인 도체나 부도체에서 보이지 않는 특이한 현상을 나타내는 물질을 뜻한다.

임현식 교수는 "이번 연구를 통해 또 다른 양자 응축상태를 생성하고 제어 할 수 있다면 양자 소자 기술에 적용 가능할 것으로 기대된다"며 "후속 연구를 통해 순수 금속에서 스핀 구름들의 농도 변화에 대한 다양한 스핀 구름의 물성을 이해하는 것이 중요하다"고 의미를 밝혔다.

victory@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
한동훈, '최대 격전지' 북구갑 당선 [서울=뉴스핌] 신정인 박서영 기자 = 6·3 국회의원 보궐선거에서 한동훈 무소속 부산 북구갑 후보가 접전 끝에 당선됐다. 중앙선거관리위원회에 따르면 4일 오전 2시 기준, 한 후보는 42.99%의 득표율(3만4920표)을 기록해 당선이 확정됐다. 한동훈 무소속 부산 북구갑 국회의원 보궐선거 후보가 29일 오전 부산광역시 북구 만덕2동행정복지센터에 마련된 사전투표소에서 아내인 진은정 씨와 함께 사전투표를 마치고 나서고 있다. [사진 = 뉴스핌DB] 마지막까지 치열한 경합을 벌인 하정우 더불어민주당 후보는 41.24%(3만3495표)를 얻어 2위에 머물렀다. 두 후보 간의 격차는 1.75%포인트(1425표)에 불과했다. 박민식 국민의힘 후보는 15.76%(1만2802표)의 득표율로 3위에 그쳤다. 한 후보는 이날 북갑 선거사무실에서 "역사적인 승리로 북구의 미래와 보수 재건의 길을 열어주신 북구의 위대한 시민들께 진심으로 감사드린다"며 "제게 맡겨주신 임무를 북구 시민과 부산 시민, 대한민국 국민을 먼저 생각하면서 반드시 완수해내겠다"고 소감을 밝혔다. 이어 "북구를 발전시키고 보수를 재건하며, 이재명 정권의 폭주를 제어해 대한민국의 균형추를 맞추겠다"면서 "민심이 대단히 두렵고 위대하다는 것을 다시 한번 실감했다. 오직 민심만 보고 가는 정치인이 되겠다"고 말했다.  석패한 하 후보는 '북구 발전의 열망, 잊지 않고 더 낮은 자세로 정진하겠습니다'라는 낙선 인사를 통해 "이번 보궐선거 결과를 겸허히 받아들이며, 저를 믿고 지지해주신 모든 분의 성원에 깊은 감사를 드린다. 승리하신 한동훈 후보께도 축하의 말씀을 전한다"고 말했다. 하 후보는 "결과로 보답하지 못해 송구하고, 지난 한 달간 확인한 주민분들의 북구 발전에 대한 뜨거운 열망을 가슴 깊이 새기며 앞으로도 낮은 자세로 북구를 지키겠다"고 했다. 이번 보궐선거는 거대 양당 후보 사이에서 무소속으로 출마한 한 후보가 막판 스퍼트로 역전에 성공하며 부산 지역 정치 지형에 새로운 파장을 몰고 올 것으로 전망된다. allpass@newspim.com 2026-06-04 02:20
사진
'대구 달성' 이진숙 당선 확실 [서울=뉴스핌] 신정인 기자 = 6·3 국회의원 보궐선거 대구 달성군에서 이진숙 국민의힘 후보의 당선이 확실한 것으로 전망됐다. 1961년생으로 올해 64세인 이 후보는 경북대학교 영어교육학과를 졸업하고 서강대학교 언론대학원에서 언론학 석사 학위를 받은 언론인 출신이다. 이 후보는 1987년 MBC 기자로 입사했다. 최초의 여성 종군기자로 이름을 알렸으며, 이후 대전MBC 사장을 역임하는 등 언론계에서 굵직한 커리어를 쌓아왔다. 이 후보는 윤석열 정부에서 방송통신위원회 위원장으로 발탁되며 정권의 핵심 인사로 주목받았다. 방통위원장 재임 시절 공영방송 개혁 등을 추진하며 보수 진영의 강력한 지지를 받았다. 이번 6·3 국회의원 보궐선거를 앞두고 '보수의 심장'이자 박근혜 전 대통령의 정치적 고향인 대구 달성군에 국민의힘 후보로 전략 공천돼 출마했다. 이 후보는 선거 운동 기간 내내 높은 인지도를 바탕으로 대구 달성군의 정권 심판론을 차단하고 지역 표심을 빠르게 흡수해 왔다. 당선이 확실시됨에 따라 이 후보는 언론계와 행정부를 거쳐 국회의원으로서 여의도 정계에 교두보를 마련하게 됐다. allpass@newspim.com 2026-06-04 00:20
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

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.
안다쇼핑
Top으로 이동