포스텍-부산대 전자 파동 및 입자성 원인 규명

　양자컴퓨터를 개발하는 데 기반이 될 전자의 입자성과 파동성을 결정하는 원인이 처음 규명됐다.

　이후종 포스텍 물리학과 교수(55)와 정윤철 부산대 물리학과 교수(42) 연구팀은 양자역학의 기본 틀인 입자와 파동의 상호 보완성(상보성)과 관련한 원인을 규명해 네이처 자매지인 ‘네이처 피직스’ 3일자 온라인판에 게재했다고 밝혔다.

　자연계에서 물질은 ‘입자’ 형태로 관측되지만, 물리학적으로 물질은 입자성과 파동성이라는 상반되면서도 상호 보완적인 성질을 보인다는 것. 예를 들어 눈과 귀는 서로 다른 조직이지만 시각(입자)과 청각(파동)이라는 통로를 통해 정보를 받아들이는 상호 보완적인 관계에 놓여 있다.

　연구진은 이번 연구에서 반도체 나노 소자 제작 공정을 이용해 환형 구조의 ‘전자간섭계’를 제작하고 이 구조를 통과하는 전자의 ‘간섭현상’을 관측하는 데 성공했다. 이를 통해 연구진은 전자가 파동성을 나타낼지 입자성을 나타낼지의 여부가 간섭계 내부의 전자경로 정보에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다.

　이후종 교수는 “물질의 입자성 및 파동성이 나타나는 원인에 대한 논란을 종식시킬 수 있을 것”이라며 “최근 관심을 모으고 있는 양자컴퓨터 연구에 유용하게 활용할 수 있다”고 말했다.

　 부산=임동식기자@전자신문, dslim@

　전자간섭계=동일한 전자원(electron source)에서 나오는 전자의 파동(electron wave)을 두 갈래로 나누어 위상(phase) 차이가 생기도록 한 후 갈라진 전자 파동(electron wave)이 다시 만났을 때 일어나는 간섭현상을 관측하는 장치.