한국박사 '重 페르미온 형성비밀' 규명

포스텍 출신 美대학 심지훈 박사

금속 화합물에서 전자가 1천 배나 무거워지는 중(重) 페르미온(heavy fermion)의 형성비밀을 포스텍 출신 토종박사가 규명해냈다.

포스텍 물리학과를 졸업하고 석·박사 학위를 취득한 뒤 미국 럿거스대학에서 박사후연구원으로 있는 심지훈(32) 박사가 현지 연구팀과 함께 극저온에서 일반 전자보다 유효 질량이 100~1천 배 무거워지는 페르미온의 형성을 설명하는 이론을 제시했다. 이 연구결과는 과학저널인 사이언스의 온라인판 '사이언스 익스프레스' 1일자를 통해 저널 게재에 앞서 공개됐다.

심 박사는 같은 이론을 적용해 플루토늄의 물성을 규명한 논문을 지난 3월 네이처에 발표했는데, 이번 논문 발표로 7개월 사이에 '네이처'와 '사이언스'에 잇달아 논문을 게재하는 연구역량을 과시했다.

페르미온은 전자 등과 같이 반정수 스핀을 갖는 기본 입자를 통칭하는 것으로 양자역학 법칙에 따라 동일한 입자가 같은 자리에 존재하는 것을 거부하는 성질을 가지고 있다. 페르미온 전도체는 양자컴퓨터 등에 활용되는 고온 초전도체와 성질이 유사한 것으로 알려져, 고온초전도체 개발 연구와 함께 최근 활발한 연구가 이뤄지는 분야지만 기존의 이론 연구는 실제 물질의 복잡한 물리현상을 충분히 고려할 수 없어, 페르미온의 광전도도(光傳導度: 빛에 따른 전기 전도도) 실험이나 중 페르미온 물질계의 전자구조를 설명하는 데 한계가 있었다. 심 박사가 제시한 이 이론은 앞으로 고온초전도체와 새로운 초전도체 제작을 위한 연구 등에 적용될 것으로 기대된다.

심 박사는 지난 8월 열린 아시아태평양 물리학 학술대회(APPC)에서 아·태지역의 젊은 물리학자들을 대상으로 수여하는 '씨엔양 어워드'를 수상하기도 했다.

포항·박정출기자 jcpark@msnet.co.kr