돈워리비해피

1.036GHz. 이 숫자 하나 때문에 대전의 한 연구실이 몇 달을 매달렸습니다. 국내 연구진이 우주 질량의 85%를 차지한다는 암흑물질, 그중에서도 '액시온' 후보 신호를 잡았다는 소식이 들려왔거든요.  결과부터 말하면 이 신호는 진짜가 아니었습니다. 그런데 이 '가짜를 걸러낸 과정' 자체가 진짜 성과라는 게 이번 연구의 핵심입니다. [암흑물질 구조] 액시온이란 무엇인가 CP 대칭성 문제 액시온(axion)은 실제로 관측된 입자가 아니라, 물리학의 오래된 난제를 풀기 위해 이론적으로 제안된 가상의 입자입니다. 여기서 말하는 난제란 'CP 대칭성 문제'인데, 강한 상호작용 이론에서는 물질과 반물질의 대칭이 깨져야 정상인데 실제 실험에서는 그 깨짐이 전혀 관측되지 않는다는 물리학계의 오랜 숙제입니다. 이 문제를 설명하기 위해 등장한 게 액시온이고, 매우 가볍고 전기적으로 중성이며 일반 물질과 거의 반응하지 않는다는 특징 때문에 암흑물질의 유력한 후보로 꼽힙니다. 암흑물질(dark matter)이란 눈에 보이지 않지만 중력적인 영향으로 존재가 추정되는 물질로, 우주 전체 질량의 상당 부분을 차지하는 것으로 알려져 있습니다. 제가 25년 넘게 전자회로를 설계하면서 별의별 신호를 다 걸러봤지만, 이론상으로만 존재하는 입자를 마이크로파 신호 하나로 잡아내겠다는 발상 자체가 솔직히 처음 접했을 때는 예상 밖이었습니다.  회로 설계자 입장에서 보면 신호 대 잡음비를 극한까지 끌어올려야 하는 작업이거든요. 요약 — 액시온은 CP 대칭성 문제(물질·반물질 비대칭이 실험에서 안 나타나는 현상)를 설명하려고 제안된 가상 입자이며, 암흑물질의 유력 후보입니다. IBS 공진기 실험 방식과 극저온 환경 액시온을 검출하려면 강한 자기장과 극저온 환경 속에서 공진기를 이용해 극도로 미약한 전자기 신호를 포착해야 합니다. 공진기란 쉽게 말하면 금속으로 만든 울림통 장치로, 특정 주파수의 신호를 증폭시켜 감지하기...

영하 269도 액체헬륨 통 속에서나 가능하다고 믿었던 일이 상온에서 벌어졌다는 소식이 전해진 날, 국내 주식시장은 하루아침에 뒤집혔다. 2023년 여름 LK-99 사태 이야기다. 결과적으로 해프닝으로 끝났지만, 초전도체 라는 물질 자체가 가진 잠재력은 여전히 진짜다. 25년째 전자회로를 설계해온 입장에서 봐도, 이만큼 산업 전체를 흔들 수 있는 소재는 흔치 않다. [초전도체의 마이스너 효과] 초전도체란 무엇인가 기본 개념 정리 초전도체는 특정 온도 이하로 냉각하면 전기저항이 완전히 0이 되는 물질이다. 여기서 전기저항이란 전류가 흐를 때 물질 내부에서 받는 방해 정도를 뜻하는데, 저항이 0이라는 건 전선 속에서 전기가 열로 사라지지 않고 반영구적으로 흐를 수 있다는 의미다. 이 현상은 1911년 네덜란드 물리학자 카메를링 오네스가 수은을 절대영도 근처까지 냉각시키다 우연히 발견했다. 이후 100여 년간 초전도 연구는 노벨물리학상을 다섯 차례나 배출할 만큼 물리학계의 핵심 주제로 자리 잡았다(출처: 서울대학교 공과대학 웹진). 회로 설계를 하다 보면 저항 때문에 발생하는 발열과 전력 손실이 늘 골칫거리인데, 저항이 아예 없는 물질이 존재한다는 사실 자체가 공학자 입장에서는 여전히 비현실적으로 느껴진다. 📌 요약 — 초전도체는 냉각 시 전기저항이 0이 되는 물질이며, 1911년 오네스의 발견 이후 100년 넘게 연구가 이어지고 있다. 임계온도와 초전도체 종류 이해 초전도체가 저항 0 상태로 전환되는 특정 온도를 임계온도라고 부른다. 임계온도란 이 온도보다 낮아지는 순간 물질이 초전도 상태로 확 바뀌는 경계값을 말하는데, 물질마다 이 값이 천차만별이다. 크게 두 부류로 나뉜다. 저온초전도체는 임계온도가 절대온도 20K대 이하로 낮아 액체헬륨(1리터당 약 5만 원 수준)으로 냉각해야 하고, 고온초전도체는 YBCO 계열 물질처럼 임계온도가 95K까지 올라가 상대적으로 저렴한 액체질소로도 작동한다(출처: 서울대학교 공과대학 웹진). ...