'시간 결정' 관측한 韓 연구자들 "상당히 이례적"

네이처 표지논문에 실려

▲우리나라 연구자들이 '시간 결정'을 관측하는 데 성공해 관심을 모으고 있다.[사진제공= 네이처]

[아시아경제 정종오 기자] '시간 결정(Time Crystal)'에 대한 새로운 관측이 나와 관심을 모으고 있다. 시공간을 어떻게 이해할지에 대한 근본 질문에 대한 단초가 풀렸다. 앞으로 펼쳐질 양자 컴퓨터나 양자 정밀 계측을 위한 원천 기술에도 활용될 수 있다.

미국 하버드대 박사과정에 재학 중인 한국 학생들이 '시간 결정'에 대한 연구 논문을 국제학술지 '네이처'에 발표했다. 표지논문으로 실린 이번 논문은 하버드대에서 물리학을 전공하고 있는 최순원(30), 최준희(31) 씨가 참여했다.

두 사람은 새로운 물질의 형태인 '시간 결정'을 세계 최초로 관측하는 데 성공했다. 그동안 물리학계에세는 자연계에 존재하는 물질 속에서 '대칭성'이 어떻게 깨질 수 있는지 연구해왔다. 액체·기체 상태에서 고체로 변하는 것은 원자, 분자가 떠돌아다니다 일정 상태의 규칙으로 배열되면서 결정 구조를 갖기 때문이다.

물리학자들은 이를 두고 '공간에 대한 대칭성이 깨진다'고 설명한다. 자연계에서 일어나는 대부분의 현상들은 이 같은 대칭성이 깨지기 때문에 발생한다. 2012년 노벨 물리학상 수상자인 미국 매사추세츠공대(MIT) 프랑크 윌첵 교수는 공간이 아닌 시간에서도 대칭성이 깨지는 이른바 '시간 결정'이 가능하다고 주장해왔다.

최순원·최준희 씨의 공동 연구는 불가능하다고 여겨온 '시간 결정'을 처음으로 관측했다는 점에서 눈길을 끈다. 두 사람은 다이아몬드 속에 존재하는 인공 원자 100만 개를 사용하는 방법으로 이번 실험을 진행했다. 최준희 씨는 "지금까지 알려지지 않았던 물질의 새로운 상태를 발견한 것"이라고 설명했다.

이번 논문을 두고 네이처는 "통계물리학으로 설명되지 않는 새로운 양자역학적 물질의 상태를 구현해낸 것은 세계 최초이고 상당히 이례적"이라고 평가했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr