테크노트 국내 연구진, 빛으로 동작 ‘초방사 양자엔진’ 세계 첫 구현

안경원 서울대 물리천문학부 교수 연구팀, 네이처 포토닉스에 게재 안경원 서울대학교 물리천문학부 교수 연구팀이 빛으로 동작하는 초방사 양자 엔진을 세계 최초로 구현했다. 과학기술정보통신부는 개인기초연구사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과가 국제학술지 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’에 22일 게재됐다고 밝혔다. ‘초방사(超放射, superradiance)’는 양자역학적으로 질서정연하게 구성·행동하는 원자들이 집단적으로 빛을 강하게 방출하는 현상이다. 이번 성과로 엔진의 효율을 획기적으로 향상할 수 있는 가능성을 열었다. 초방사 양자 엔진은 강하게 방출된 빛의 압력으로 작동한다. 엔진의 동작을 위해서는 순간적으로 초방사 현상을 켜고 끌 수 있어야 하는데 지금까지는 그러한 제어가 불가능했다. 연구팀은 다수의 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩상태로 만들고 그들의 양자위상을 직접 제어하면 초방사 현상을 빠르게 켜고 끌 수 있다는 점에 착안해 연구를 진행했다. 연구팀은 체스판 모양의 나노 구멍 격자를 통과한 일부 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩상태로 만든 뒤 이러한 원자들이 두 개의 거울로 구성된 공진기 안에서 빛을 내도

• 김진희 기자
• 2022-07-22 15:08