"양자·고전물리 중간에 새로운 영역"

미시세계를 다루는 양자물리와 거시세계를 다루는 고전물리의 중간에 새로운 영역이 존재한다는 사실이 한국과 독일 연구진에 의해 밝혀졌다. 기존 물리학의 통념을 깨는 새로운 연구결과다.

포스텍 물리학과 라영식(박사과정)ㆍ김윤호(교수) 연구팀과 독일 프라이부르크 알베르트-루트비히대 연구팀은 광자 4개로 만든 다중 입자의 '양자 간섭(Quantum interference)'실험을 통해 양자물리 특성에서 고전물리 특성으로 변하는 과정을 연구하면서 이 같은 사실을 알아냈다고 14일 밝혔다.

양자 간섭은 광자(光子ㆍ빛의 입자)나 전자, 분자 등과 같은 입자가 파동처럼 상쇄되거나 보강 간섭하는 현상을 말한다.

지금까지 양자물리와 고전물리 사이의 영역은 단순히 둘을 조합해 설명할 수 있다고 알려져 왔다. 입자가 양자물리 특성에서 고전물리 특성으로 바뀔 때 물질은 점점 증가하거나 줄어드는 '단조적 전이(monotonic transition)'가 된다고 알려져 왔기 때문이다.

김 교수는 "이번 연구를 통해 미래형 컴퓨터인 양자컴퓨터 개발과 '양자 얽힘(Quantum entanglement)' 설명 등을 할 수 있을 것"이라고 말했다. 양자 얽힘은 각각의 물리 시스템으로 나눠 설명할 수 없는 현상을 말한다. 이 연구내용은 지난 7일 미국 '국립과학원회보(PNAS)' 인터넷에 게재됐다.

권대익기자 dkwon@hk.co.kr