빛으로 물질 성질 바꾸는 상태 계속 구현한 연구자 '이달의 과학기술인상'

[이데일리 강민구 기자] 빛으로 물질의 성질 바꾸는 상태를 만든 연구자가 성과를 인정 받았다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 ‘이달의 과학기술인상’ 8월 수상자로 조길영 포항공대 물리학과 교수를 선정했다고 3일 밝혔다.

‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 주는 시상이다.

조길영 교수는 빛으로 고체 물질의 전기적·광학적·양자역학적 특성을 자유자재로 바꾸는 플로케(Floquet) 상태를 계속 구현하고, 양자기술 발전과 신소재 개발을 위한 발판을 마련했다.

과학계에서는 열, 압력 등의 방식이 아닌 빛을 물질에 쪼이면 물질 내부의 전자와 빛이 양자역학적으로 결합한 상태인 ‘플로케 상태’가 될 수 있다는 가설이 있었고, 이 상태가 지난 2013년 처음 관측됐다. 이후 많은 연구자가 이 상태를 구현하려고 했지만 지금까지 구현된 ‘플로케 상태’는 250펨토초(1000조분의 250초) 수준에 불과했다.

조길영 교수는 안정적인 플로케 상태를 구현하는 새로운 실험법을 개발하고, 플로케 상태 지속 시간을 25시간 이상 계속 유지했다.

연구팀은 플로케 상태의 미세한 신호를 측정할 수 있는 초전도·그래핀 소자 기술을 이용했고, 상대적으로 세기가 약한 마이크로파를 통해 플로케 상태를 구현하면서 빛으로 인한 발열 문제도 해결했다.

조길영 교수는 “플로케 상태를 반영구적으로 계속 구현했다”며 “앞으로 빛의 편광과 주파수 변화에 따른 플로케 상태의 변화를 연구하고, 플로케 연구를 확장해 완전히 새로운 개념의 비평형 양자 상태의 구현 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

‘이달의 과학기술인’ 수상자로 선정된 조길영 포항공대 교수.(사진=포항공대)