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- 물리학과 BRL 연구팀 (GGAL), 중력파와 고에너지 감마선 동시 관측에 도전 NEW
- 물리학과 BRL 연구팀 (GGAL), 중력파와 고에너지 감마선 동시 관측에 도전 물리학과 중력파-감마선 천체물리 연구실(Gravitational Wave–Gamma-ray Astrophysics Laboratory, GGAL) 연구팀이 2026년도 기초연구실지원사업(BRL) 신규 과제에 선정됐다. 연구팀은 저신호 중력파와 TeV급 고에너지 감마선의 동시 관측 가능성을 탐색하는 연구에 착수한다. 이번 BRL 과제의 연구 주제는 ‘저신호 중력파와 TeV급 고에너지 감마선 동시 관측 연구’로, 중력파 실험, 고에너지 감마선 관측, 천체입자물리 이론을 결합한 다중신호 천체물리 연구를 목표로 한다. 연구책임자는 성균관대학교 물리학과 최기영 교수이며, 이경하 교수와 노창동 교수가 공동연구원으로 참여한다. 중력파는 블랙홀이나 중성자별과 같은 밀집천체가 충돌하거나 병합할 때 발생하는 시공간의 미세한 흔들림이며, 감마선은 우주에서 가장 높은 에너지를 가진 빛이다. 두 신호는 동일한 천체 현상에서 함께 발생할 것으로 예측되어 왔지만, TeV급 고에너지 감마선과 중력파가 동시에 명확하게 확인된 사례는 아직 없다. GGAL 연구팀은 중력파 관측소인 LIGO와 고에너지 감마선 관측소인 HAWC의 데이터를 활용해 수백만 개 규모의 저신호 중력파 후보 이벤트와 감마선 신호 간의 시간적·공간적 상관관계를 분석할 예정이다. 이를 위해 개별 사건에서는 검출하기 어려운 미약한 신호를 통계적으로 누적 분석하는 스태킹(Stacking) 기법을 적용해 두 신호의 연관성을 검증한다. 이번 연구는 블랙홀이나 중성자별 병합 과정에서 고에너지 입자 가속이 일어나는지를 규명할 수 있는 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 또한 연구 결과를 바탕으로 차세대 중력파 검출기인 아인슈타인 망원경(Einstein Telescope)과 코즈믹 익스플로러(Cosmic Explorer)의 요구 성능을 제시하는 등 향후 다중신호 천체물리 연구와 중력파 검출기 개발에도 기여할 전망이다. GGAL 연구팀은 이번 BRL 과제를 통해 국내 다중신호 천체물리 연구 기반을 강화하고, LIGO와 HAWC 등 국제공동연구 데이터를 활용한 세계적 수준의 연구 경쟁력을 확보할 계획이다.
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- 작성일 2026-07-13
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- [연구] "전자 멈춰"…물리학 난제 '전자 정체' 구현해 양자기술 실마리 확보
- "전자 멈춰"…물리학 난제 '전자 정체' 구현해 양자기술 실마리 확보 국내 연구팀이 특수한 조건에서 전자가 교통 체증에 걸린 것처럼 멈춰 서는 현상을 서로 다른 두 가지 방식으로 동시에 구현하는 데 성공했다. 연구성과는 초전도 현상을 제어하는 미래 양자소자 설계 등에 응용될 것으로 기대된다. 성균관대는 김영국·박두선·손병민 물리학과 교수팀이 장보규 경희대 신소재공학과 교수팀과 함께 두 가지 원리로 전자가 멈춰 서는 현상을 한 물질 내에서 동시에 일으키고 원리를 규명하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 연구결과는 19일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다. 금속 내부 전자들은 보통 고속도로 위의 자동차처럼 매우 빠르게 움직인다. 금속에서 전류가 잘 흐르는 이유다. 특수한 구조나 환경이 조성되면 전자가 제자리에 멈춘 것처럼 아주 느리게 움직인다. 물리학에서는 이를 '평평띠(flat bands)' 현상이라고 한다. 전자들이 움직이는 에너지와 속도 수준이 비슷한 구역에 몰리면서 가속이 잘 되지 않는 상태를 말한다. 평평띠 현상이 일어나는 동안에는 전자들 사이의 영향력이 극대화돼 전기 저항이 0이 되는 초전도 등 다양한 양자 효과가 일어나기도 한다. 학계에서는 전자의 움직임을 멈추는 방법을 크게 두 가지 관점에서 탐구한다. 먼저 원자들을 대나무 바구니 모양인 '카고메 격자' 모양으로 배치하면 전자가 길을 잃고 맴돌며 정체된다. 자석 성질을 가진 원자와 강하게 달라붙도록 해 전자가 마치 무거운 짐을 실은 것처럼 느리게 만드는 '콘도 효과' 방식도 있다. 그동안 카고메 격자와 콘도 효과는 서로 다른 물질에서만 나타난다고 여겨졌다. 공동연구팀은 이터븀-크롬-저마늄(YbCr6Ge6) 특수 합금에서 카고메 격자와 콘도 효과가 동시에 일어난다는 사실을 처음으로 발견했다. 좁은 미로에 갇힌 자동차가 짐까지 싣고 있어 멈춘 상황을 관측한 것으로 비유된다. 온도를 변화시키며 물질 내부를 자세히 들여다볼 수 있는 방사광가속기로 YbCr6Ge6 합금을 관찰한 결과 두 전자 정체 현상이 동시에 일어나며 물질의 양자 특성을 바꾸는 것으로 확인됐다. 손 교수는 "따로 놀던 두 가지 물리학적 원리를 하나의 무대 위로 불러 모은 것과 같다"며 "멈춘 전자들을 원하는 대로 조절한다면 열 발생이 없는 컴퓨터나 수만 배 빠른 양자 소자를 만드는 것도 가능하다"고 설명했다. <참고 자료> - doi.org/10.1038/s41467-026-70958-3 출처 : 이병구 (2026.03.20), "전자 멈춰" ··· 물리학 난제 '전자 정체' 구현해 양자기술 실마리 확보, 동아사이언스, https://www.dongascience.com/ko/news/76957
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- 작성일 2026-04-07
- 조회수 2736
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