환상의 기술 "핵 전기 공명"이 드디어 발견되었다.

약 60여년 전, 노벨상을 수상했던 물리학자인 니콜라스 블룸베르헌은 핵 전기 공명이라는 아주 흥미로운 현상을 예측했습니다.

하지만 니콜라도 블룸베르헌을 비롯해 지금까지 그 누구도 이것을 증명하지 못했죠.

그러던 중 얼마전 아주 우연한 계기로 핵 전기 공명 현상이 처음으로 발견 되었습니다.

핵 전기 공명은 새로운 차원으로 핵을 제어할 수 있는 기술로, 양자 컴퓨터 개발을 더욱 앞당겨 줄 것으로 기대되고 있습니다.

 

 

사실 이번의 대 발견은 우연히 이루어진건데요.

연구팀은 처음부터 핵 전기 공명을 증명하려고 했던 것이 아니었습니다.

고주파 자기장을 발생시키는 특수한 안테나를 만들어 원자의 핵(안티몬(antimony, Sb)))을 제어하는 핵 자기 공명 실험을 진행하고 있었죠.

실험 과정에서 더 강력한 자기장이 필요해진 연구팀은 더 많은 전력을 안테나에 공급하기 시작했습니다.

그리고 얼마후, 이를 견디지 못한 안테나는 결국 폭발하고 말았습니다.

 

실험이 실패했다고 생각했던 연구팀은 순간 깜짝 놀랄만한 발견을 하게 되었는데요.

자기장이 사라졌음에도 불구하고 원자 핵은 계속 제어가 되고 있었던 겁니다.(스핀 제어)

놀랍게도 고장난 안테나가 자기장 대신 강력한 전기장을 만들어내고 있었죠.

기존의 핵 자기 공명은 fMRI(기능적 자기 공명 영상) 등 다양한 분야에 활용되고 있는데요.

이를 활용하기 위해서는 강력한 전류와 거대한 코일 그리고 넓은 공간이 반드시 필요합니다.

또 정확도 부분에서도 약간의 문제를 가지고 있죠.

솔직히 아주 작은 센서의 제어, 즉 각각의 원자 핵을 제어하기에 핵 자기 공명은 그다지 좋은 도구가 아닙니다.

그래서 각각의 원자 핵을 아주 작은 장치에서 제어해야 하는 분야에서는 활용할 수 없었습니다.

하지만 핵 전기 공명은 아주 작은 나노 장치 단위에서도 각각의 원자를 아주 간단하게 제어할 수 있죠.

쉬운 예로 당구대를 들 수 있는데요.

기존의 핵 자기 공명은 당구대 자체를 흔들어 특정 공을 원하는 위치으로 바꾸려고 하는 것과 비슷합니다.

이렇게 하면 특정 공을 원하는 위치로 바꿀 수는 있지만 다른 공들의 위치도 모두 변하게 되는 문제가 생기죠.

하지만 핵 전기 공명은 당구 큐대로 특정 당구공을 원하는 위치로 이동시킬 수 있습니다.

물론 비유이긴 하지만, 핵 자기 공명과 핵 전기 공명에는 아주 큰 차이가 있다는 것을 대략적으로 알 수 있을 겁니다.

 

연구팀은 추가적인 검증 과정을 통해 전기장이 핵 주변 원자의 결합을 왜곡하고 방향을 바꾸는 현상을 재 확인했습니다.

이제 과학자들은 핵 전기 공명이 어떻게 작동하는지 알게되었습니다. 

그리고 앞으로 해야할 일도 정해졌는데요, 이것을 실제로 적용시킬 수 있는 새로운 방법을 연구하는 겁니다.

1944년 이지도어 아이작 라비는 핵 자기 공명을 발견하여 노벨상을 수상했습니다.

어쩌면 이번의 핵 전기 공명 역시 노벨상 급의 대발견으로 인정받게 될지도 모릅니다.

또한 지금까지 이루어지고 있던 양자 컴퓨터의 개발 방향을 완전히 바꿔놓을 수도 있죠.

이를 통해 우리는 개인용 양자 컴퓨터를 좀 더 일찍 만날 수 있게 될 겁니다.

과연 언제가 될까요? 

앞으로의 연구가 점점 기대됩니다.

 

 

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