상온에서 빛과 물질의 ‘초고체’ 관측, 양자소자 가능성
11/11/26국제 연구진이 상온에서 초유체의 흐름과 결정의 주기적 질서를 동시에 보이는 초고체 상태를 관측했다. 실험은 액정으로 채우고 유기반도체를 입힌 광학 미세공진기에서 빛과 물질이 강하게 결합해 만들어지는 엑시톤-폴라리톤 응축체를 이용했다. 극저온 장치가 필요했던 기존 양자상 연구와 달리 실온에서 작동했다는 점이 핵심이다.
초고체 전이는 시료에서 나온 빛에 규칙적으로 밝은 줄무늬가 나타나는 방식으로 확인됐다. 이 줄무늬는 응축체의 밀도가 스스로 주기적으로 배열됐음을 뜻한다. 레이저 펄스를 쏠 때마다 줄무늬 위치가 달라져, 계가 여러 동등한 배열 가운데 하나를 자발적으로 선택하는 대칭성 깨짐도 관찰됐다. 빛의 편광에서도 별도의 주기 구조가 나타나 두 종류의 질서가 함께 존재했다.
장치의 액정 미세공진기는 외부 전압으로 광학 특성을 조절할 수 있고 섭씨 60도에 가까운 온도에서도 작동할 수 있다. 이는 초고체 상태를 고정된 실험 조건에서만 보는 데 그치지 않고 전기적으로 바꾸며 연구할 수 있다는 의미다. 다만 유기반도체가 액정과 서서히 반응해 시료를 만든 뒤 몇 시간 안에 핵심 측정을 마쳐야 했고, 반복 실험 때마다 새 시료를 제작해야 했다.
상온 초고체가 곧바로 범용 양자컴퓨터로 이어지는 것은 아니다. 이번 결과는 광자와 물질이 섞인 특정 플랫폼에서 나타난 현상이며, 수명과 안정성, 소자 간 재현성을 높여야 한다. 그럼에도 전압 조절이 가능한 양자 광학 재료는 초고속 광소자, 신경망형 연산 가속기, 편광 변화에 민감한 센서의 연구 기반이 될 수 있다. 후속 연구는 화학적 열화를 줄이면서 상태를 오래 유지하는 데 집중될 전망이다.
초고체 전이는 시료에서 나온 빛에 규칙적으로 밝은 줄무늬가 나타나는 방식으로 확인됐다. 이 줄무늬는 응축체의 밀도가 스스로 주기적으로 배열됐음을 뜻한다. 레이저 펄스를 쏠 때마다 줄무늬 위치가 달라져, 계가 여러 동등한 배열 가운데 하나를 자발적으로 선택하는 대칭성 깨짐도 관찰됐다. 빛의 편광에서도 별도의 주기 구조가 나타나 두 종류의 질서가 함께 존재했다.
장치의 액정 미세공진기는 외부 전압으로 광학 특성을 조절할 수 있고 섭씨 60도에 가까운 온도에서도 작동할 수 있다. 이는 초고체 상태를 고정된 실험 조건에서만 보는 데 그치지 않고 전기적으로 바꾸며 연구할 수 있다는 의미다. 다만 유기반도체가 액정과 서서히 반응해 시료를 만든 뒤 몇 시간 안에 핵심 측정을 마쳐야 했고, 반복 실험 때마다 새 시료를 제작해야 했다.
상온 초고체가 곧바로 범용 양자컴퓨터로 이어지는 것은 아니다. 이번 결과는 광자와 물질이 섞인 특정 플랫폼에서 나타난 현상이며, 수명과 안정성, 소자 간 재현성을 높여야 한다. 그럼에도 전압 조절이 가능한 양자 광학 재료는 초고속 광소자, 신경망형 연산 가속기, 편광 변화에 민감한 센서의 연구 기반이 될 수 있다. 후속 연구는 화학적 열화를 줄이면서 상태를 오래 유지하는 데 집중될 전망이다.
카테고리
-
라임병 위험, 사슴보다 도토리와 생쥐가 더 잘 예측
— 11/11/26미국 뉴욕주의 숲을 35년 넘게 관찰한 연구에서 라임병 위험을 예측하는 데 사슴 수보다 도토리와 흰발생쥐가 더 유용하
-
로봇이 우주서 구조물 첫 자동 조립, 대형 안테나 길 열어
— 11/11/26로봇이 우주에서 사람의 직접 조립 없이 개별 부품으로 구조물을 만드는 데 처음 성공했다. 저궤도 실증 장비 ASTRA
-
4층 그래핀서 다채로운 분수 양자홀 상태 관측
— 11/10/26네 겹으로 쌓은 그래핀에서 여러 종류의 분수 양자홀 상태가 관측됐다. 연구진은 고품질 베르날 적층 4층 그래핀에 강한
앱 다운로드
안드로이드 버전의 앱을 구글플레이 스토어에서 설치하실수 있습니다.
