아마존 숲이 흡수한 탄소, 강이 토해 내

.일본 지식인들의 양심… “독도는 한국땅”

역사학자 등 4명 부산서 회견
한·일 관계가 경색에 경색으로 치닫는 가운데 일본의 ‘다케시마를 반대하는 시민모임’ 회원 4명은 21일 부산시청에서 기자회견을 열어 “독도 문제는 영토문제가 아니라 역사문제”라고 주장했다. 회견에는 구보이 노리모 모모야마학원대학 전 교수, 구로다 요시히로 쇼인여자대학 전 교수, 사카모토 고이시 규슈국제대학 전 교수, 이치노혜 쇼코아오모리 군소사 스님이 참석했다. 역사를 전공한 전직 교수 3명은 모임 위원, 이치노혜 스님은 이사다. 지난 4월 출범한 이 모임은 우리나라 민족학교 독도학당의 초청으로 방한했다. 구보이 전 교수는 “일본이 러·일 전쟁을 유리하게 이끌기 위해 독도를 점령했으며 이 때문에 일본 정부가 독도문제를 영토문제로 간주하고 있다”며 “이는 반성은커녕 한국 침략을 미화하는 것이며 시마네현의 ‘독도의 날’ 지정도 이 같은 영토주의 사상에서 비롯된 것”이라며 비난했다. 이어 “우리는 대립이 아니라 평화와 우호 속에서 우의를 다져야 한다”며 “어린이를 비롯해 일본 국민을 위해 역사인식 문제에 대해 바르게 고쳐나가야 한다”고 덧붙였다. 원들은 또 “독도와 울릉도가 일본 땅이 아니라는 것을 보여주는 ‘일본흥지로정전도’(日本興地路程全圖)라는 고지도가 있다”며 사본을 공개했다. 이들은 “‘나가구보’라는 인물이 제작한 1775년 초판에 독도와 울릉도를 일본 땅으로 표기했던 것을 막부에서 ‘조선 땅’이라며 회수해 개정판을 만들었다”고 설명했다. 이들은 22일 일본 국민으로는 최초로 독도를 찾을 예정이다.



."한국, 글로벌 R＆D센터로 원천기술 확보해야"

교포 공학인들, 한국 기술발전 전략 제안
외국에서 활동하는 교포 공학인들이 원천기술 확보를 통한 한국의 기술발전 전략을 제안했다. 산업통상자원부는 12일 서울 르네상스 호텔에서 '케이-테크(K-tech) 글로벌 기술개발 포럼'을 열었다. 이 자리에는 신재원 미국 항공우주국(NASA) 국장보, 진혜민 미국 국립보건원(NIH) 안구연구소 부소장보, 김광진 미국 네바다 주립대 교수, 사이먼 리 재미한인반도체협회(KASA) 회장 등이 교포 공학인과 국내외 중소·중견기업 관계자 등 400여 명이 참석했다. 신 국장보는 외국 유수의 연구소·기업과의 연구·개발(R＆D)로 한국 기업이 원천기술을 확보하도록 해야 한다고 제언했다. 그는 이를 위해 글로벌 R＆D 센터를 설립할 필요가 있다고 강조했다. 진 부소장보는 미국 보건의료산업의 육성 과정을 소개하고 창조경제 시대의 연구 개발 전략으로 선도적인 아이디어와 이를 기반으로 한 융합연구를 추진해야 한다고 역설했다. 김재홍 산업부 1차관은 국내에 국한하는 폐쇄적인 R＆D에서 벗어나 국외 자원을 적극적으로 활용하는 도전적·개방적 R＆D로 패러다임의 전환이 필요한 시기가 됐다고 주장했다. 산업부는 국내 기업의 R＆D를 국제화하는 데 도움이 되도록 해외 거주 한인 기술인력과의 네트워크를 구축할 계획이다. 또 국외 공학인이 한국기업과 기술개발을 함께하도록 지원할 방침이다.



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Passacaglia Secret Garden .



오클라호마의 광풍



20일(현지시간) 토네이도가 미국 오클라호마주 남서부 무어지역을 지나는 동안 부근 고속도로의 차량들이 멈춰 서 있는 모습. 이날 오후 3시께 토네이도가 무어를 강타하면서 초등학교 건물 한 곳이 무너지는 등 최소 51명이 숨진 것으로 보도됐다.

"모든 것이 사라졌다"…토네이도 최고 시속 320㎞





다 무너졌어

거대한 토네이도 앞에 수많은 집들이 힘없이 무너져내린 미국 오클라호마주 오클라호마시티에서 20일(현지시간) 구조대원들과 주민들이 건물잔해를 뒤지며 생존자를 찾고 있다. 시속 320km의 강력한 토네이도가 강타하면서 오클라호마주에서는 최소 37명이 숨지고 24명이 실종됐다.

미국 기상청은 20일(현지시간) 오클라호마주 무어시를 강타한 토네이도의 위력을 후지타규모(EF) 4로 잠정 분류했다. 이날 오후 3시17분께(미국 중부시간) 풍속이 시간당 166~200마일, 시속 267~320㎞를 기록한 데 따른 것이다. 토네이도는 바람의 세기와 피해 규모에 따라 EF 0에서 5까지 6개 등급으로 구분된다. 가장 낮은 등급인 EF-0은 시간당 풍속이 136㎞ 이하, EF-1은 177㎞, EF-2는 217㎞, EF-3은 265㎞ 이하다. 6개 등급 가운데 가장 높은 EF-5는 시속 200마일(320㎞)이상이다. EF-4 이상 등급의 토네이도 발생 빈도는 전체의 1.1%에 불과하다. 지금까지 관측된 가장 강력한 토네이도의 속도는 1999년 5월3일 오후 7시께 무어에서 무어를 포함한 오클라호마시티 외곽에서 측정된 시속 318마일, 511㎞였다. 시속으로만 따지면 웬만한 초고속 열차보다 빠른 속도였다. 1999년 가장 위력적인 토네이도를 맞은 무어에서는 4명이 숨지고 250채의 가옥이 파괴됐다. 이번 토네이도는 14년 전에 비하면 위력이 크게 떨어지는 것이지만 사망자 수는 21일 9시 현재 최소 24명으로 훨씬 많다. USA투데이 등 미국 언론은 21일 토네이도의 이동 속도가 빨라 주민들이 미처 대피하지 못하면서 많은 인명 피해로 이어졌다고 전했다. 토네이도는 통상 발생 전 1~2시간 전에 대피 경보가 울리지만 이날 토네이도는 경보 발동 후 불과 16분 만에 무어에 도달했다. CNN 방송은 "모든 것이 사라졌다"며 "도시가 깎인 잔디밭으로 보일 정도로 철저히 파괴됐다"고 말했다.



.MS 첫 태블릿PC '서피스' 국내 출시



마이크로소프트, 태블릿PC '서피스' 출시
한국마이크로소프트는 21일 태블릿PC '서피스(Surface)'를 출시했다. '서피스'는 다양한 컬러의 터치 키보드와 킥스탠드 같은 감각적인 디자인으로 미국, 유럽 등지의 소비자로부터 높은 관심을 받은 태블릿PC다. 이날 오전 서울 강남구 청담동의 한 클럽에서 모델들이 '서피스'를 선보이고 있다.

마이크로소프트(MS)가 직접 만든 태블릿PC '서피스'(Surface)가 다음달 국내에 출시된다. 한국MS는 21일 서울 강남구 청담동의 한 클럽에서 기자간담회를 열어 다음달 11일부터 국내에서 서피스 제품을 판매한다고 발표했다. 미국 시장에서 이미 지난해 10월 출시된 이 제품은 PC와 태블릿의 장점을 합치고 윈도8의 사용성을 극대화했다고 회사측은 소개했다. 한국MS측은 "USB포트나 메모리카드슬롯, 비디오 아웃 포트 등이 없어 확장성에 한계가 있던 기존 태블릿 제품의 단점을 보완했으며 PC에서 사용하던 소프트웨어로 작성된 문서를 태블릿에서 열람, 편집하지 못하는 불편함도 해소했다"고 설명했다. 한국MS가 이날 공개한 서피스는 알티(RT)와 프로(Pro) 2가지 모델로 나와 사용자들이 용도에 맞춰 선택할 수 있다. 서피스 RT는 노트북 성능을 갖춘 태블릿으로, 680g의 가벼운 무게와 8시간까지 사용 가능한 배터리를 갖춰 휴대성이 탁월하다. 윈도RT를 기본 운영체제로 사용하며 워드와 파워포인트, 엑셀, 원노트 등을 이용할 수 있는 MS 오피스 홈&스튜던트 2013 RT 버전이 함께 제공된다. 서피스 Pro는 태블릿의 장점을 채택한 64비트 PC다. 윈도8 프로와 인텔 코어 i5 프로세서 기반에 10.6인치 풀 HD 디스플레이를 채택했다. 두께 13.5㎜, 무게 903g으로 휴대성도 뛰어나다. RT와 달리 서피스펜이 있어 이를 이용해 메모와 그림 작업을 할 수도 있다. 서피스 RT와 서피스 Pro는 저장장치 용량에 따라 각각 2가지로 출시돼 총 4개 모델이 시중에 선보인다. 서피스 RT 32GB 버전은 62만원, 서피스 RT 64GB 버전은 74만원에 판매된다. 서피스 펜이 포함된 서피스 Pro 64GB 버전은 110만원, 서피스 Pro 128GB 버전은 122만원으로 책정됐다. 키보드 역할을 하는 착탈식 커버 액세서리도 흰색, 검은색, 파란색 등 3가지 색상으로 출시된다. 한국MS는 서피스 출시를 기념해 예약 주문자를 대상으로 고급 섬유 재질의 파우치를 함께 제공할 예정이다. 서피스를 직접 체험해볼 수 있는 팝업존을 강남역과 용산 등에 운영할 예정이다. 한국MS 마케팅 오퍼레이션즈 사업본부의 김현정 상무는 "서피스는 소비자들에게 최적의 윈도 8 하드웨어를 제공하기 위한 MS 노력의 결실"이라며 "하나의 기기로 일과 여가 모두를 충족하고자 하는 국내 소비자들에게 최고의 선택이 될 것"이라고 말했다.



.아마존 숲이 흡수한 탄소, 강이 토해 내



아마존 우림은 산소를 내뿜고 이산화탄소를 흡수해 `지구의 허파'로 불리지만 아마존 강이 같은 양의 탄소를 토해 내는 것으로 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 20일 보도했다. 지금까지 아마존 숲의 죽은 나무 등을 통해 배출되는 탄소는 아마존 강을 따라 깊은 바다 속에 가라앉는 것으로 생각돼 왔지만 미국과 브라질 과학자들은 숲에서 배출되는 목질 성분이 흙과 강의 미생물에 의해 거의 완전히 소화되며 강의 호흡에 필요한 먹이 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다고 네이처 지오사이언스지에 발표했다. 30여년간 아마존 강을 연구해 온 미국 워싱턴 주립대() 과학자들은 이미 10년 전에 강이 막대한 양의 이산화탄소를 배출한다는 사실을 밝혀냈지만 숲에서 나온 나무껍질이나 줄기 등이 너무 단단해 강 속에 사는 미생물이 소화하지 못할 것으로 생각했기 때문에 강에서 이처럼 많은 이산화탄소가 배출되는 메커니즘을 밝혀내지 못했다. 그러나 UW 팀을 비롯한 미국·브라질 연구진은 추가 연구를 통해 강물 속의 박테리아가 목질소(리그닌)를 단 2주 만에 거의 완전히 분해하며 아마존 숲에서 나온 탄소 중 단 5%만이 바다로 흘러간다는 사실을 확인했다. 연구진이 아마존 하구 세 군데에서 4계절의 물 표본을 채취해 분석한 결과 숲에서 나온 목질소의 45%는 흙 속에서 분해되고 55%는 강물 속에서 분해되는 것으로 밝혀졌다. 이들은 "강이 단순한 통로 역할만 하고, 숲에서 나온 목질소는 바다 밑에 묻혀 수백, 수천년 존속할 것으로 생각했는데 알고 보니 강은 대사활동이 가장 활발하게 일어나는 곳"이라고 지적했다. 이는 지구의 탄소 순환 뿐 아니라 아마존을 비롯한 모든 강의 생태계에도 중요한 의미를 갖는 것이다. 연구진은 "목질소가 이처럼 대사활동이 활발하다는 사실은 매우 놀랍다. 바로 이것이 지구 탄소 순환에서 강의 역할이다. 목질소는 강이 호흡하는데 필요한 먹이"라고 강조했다. 이들은 비가 와서 육지에 쌓여 있던 목질소 성분을 강으로 흘려보내면서 목질소를 분해하는 미생물도 함께 흘려보내는 것으로 생각하고 있다. 아마존강은 전세계 담수의 5분의1을 배출하는 등 지구 생태계에서 큰 역할을 하지만 한편으로는 자연 하천 생태계의 시험장 역할도 하고 있다.



.논란많은 '3D 프린터'…암수술에 국내 첫 활용



3D 프린터를 시연하고 있는 모습.

삼성서울병원, 부비동암 수술에 적용…"얼굴 뼈 함몰 최소화 효과" 국내에서는 처음으로 3차원(3D) 프린터를 활용한 암 수술이 성공적으로 이뤄졌다. 3D 프린터는 플라스틱 가루를 잉크로 사용해 3차원 물체를 만들어내는 방식으로 최근에는 권총 등의 총기 제작에 악용된 것으로 알려지면서 국내는 물론 전세계적으로 논란이 일고 있다. 성균관의대 삼성서울병원(원장 송재훈) 이비인후과 백정환 교수는 부비동암을 앓는 40세 여성과 46세 남성의 수술에 3D 프린터 기술을 적용, 수술 후 부작용 중 하나인 얼굴과 눈의 함몰 가능성을 최소화하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 4월과 5월에 각각 수술받은 2명의 환자는 모두 암 치료 후 상태가 좋아져 퇴원했다. 부비동암은 코 안의 빈 곳인 비강 주위에 있는 동굴과 같은 부비동에 생긴 암을 말한다. 이 암의 수술치료는 안구를 떠받치는 뼈 등 암이 퍼진 얼굴의 골격을 광범위하게 잘라낸 후 다른 부위의 뼈나 근육을 떼어 내 붙여 기존의 얼굴 골격을 대신하도록 하는 게 보통이다. 의료진은 주로 환자의 어깨 뼈와 근육 등을 떼어낸 뒤 미세혈관 수술법으로 얼굴 재건을 시도한다. 그러나 문제는 기존 CT(컴퓨터단층촬영) 등 영상의학검사 자료에만 의존해 수술할 경우 얼굴 골격을 정확히 확인하기 어려워 수술 과정에서 부정교합이 발생하는 일이 있었다. 또 시간이 지나면 구조물이 변형되면서 눈 주변부가 주저앉아 양쪽 눈의 수평선이 어긋나면서 복시가 진행되기도 했다. 이런 단점을 해결하기 위해 백 교수는 치과용 모형물을 만드는 벤처 회사에 CT 영상을 제공하고 3D 프린터로 환자의 수술 부위 골격을 3차원으로 자세히 보여주는 모형물을 만들어냈다. 이 모형물을 이용한 결과 수술 중 예상되는 얼굴 골격의 절제 범위를 미리 확인할 수 있었을 뿐만 아니라 절제 부위의 뼈의 두께, 절제 방향의 중요 구조물 등을 실시간으로 보면서 수술할 수 있었다고 백 교수는 설명했다. 또 정확한 뼈 결손 부위의 복원이 가능했으며 티타늄을 이용한 이식재의 모양을 정확히 만드는데도 효과적인 것으로 평가됐다. 모형물은 특히 환자, 보호자에게 수술의 이해도를 높이는 데에도 이용될 수 있었다고 백 교수는 소개했다. 백 교수는 "3D 프린터를 이용한 부비동암 수술이 얼굴의 변형을 예방하고 삶의 질을 높이는데 도움을 줄 것으로 기대된다"면서 "앞으로 인체 조직을 3D 프린터의 원료로 이용하는 '바이오프린팅' 기술이 활발히 연구된다면 공상과학영화에서나 보던 장기나 조직의 3D 프린팅 시대가 가능할 것으로 본다"고 말했다. 현재 의료계에서는 치과 분야에서 임플란트 시술 전 3D 프린터가 모형물 제작에 가장 활발히 이용되고 있다. 하지만 암 수술이나 일반 외과수술에는 아직 3D 프린터가 본격적으로 활용되지 않고 있다. 의료진은 이번 부비동암 수술 성공으로 향후 3D 프린터가 의료 현장에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 전망했다.



.리튬이온배터리를 위한 그래핀-보론



리튬이온배터리에 적요이 가능한 그래핀/보론 화합물에 대한 이미지로, 현재 널리 활용되고 있는 그래파이트 전극의 성능을 크게 뛰어넘을 수 있음.

나노물질은 질량 대비 표면적이 매우 높기 때문에 저장체로 활용하기에 적합한 소재라 할 수 있다. 그래핀이 수소 저장 용량이 높은 것으로 알려지면서, 리튬을 저장할 수 있는 가능성에 대한 연구가 시작됐다. 그래핀 양면을 활용한다고 했을 때 1그램은 2630 m2의 표면적을 가진다. 미국 Rice University 소속의 이론 물리학자 Boris Yakobson 교수가 이끄는 연구진은 Honda Research Institute USA와 공동으로 그래핀/보론으로 구성된 양극을 활용함으로써 리튬이온배터리의 성능을 향상시킬 수 있음을 증명했다. 연구 결과는 2013년 5월 6일자 Journal of Physical Chemistry Letters지에 “Feasibility of Lithium Storage on Graphene and Its Derivatives”란 제목으로 게재됐다. Boris Yakobson 교수는 그래핀이 리튬을 얼마나 흡착할 수 있는가에 대해 사람들이 다소 낙관적이고 과장된 희망을 가진다고 밝혔다. Honda Research Institute의 연구진 역시 전기 자동차 배터리 개발을 위해 고성능의 리튬이온배터리 연구가 필요한 상황이며, 그래핀의 리튬 이온 흡착 능력에 많은 관심을 쏟고 있다. 연구진은 이상적인 그래핀 시트의 이론적 용량, 즉 리튬 이온을 저장할 수 있는 용량을 살펴보고, 또한 구조적이 결함 또는 휘어짐에 따른 용량의 변화를 조사했다. 연구 시작 전에는 리튬의 결합을 향상시킬 것으로 기대를 모았다. 이론적인 분석 결과 특별한 성능 향상을 가져올 수 없었으나 보론이라는 요소를 추가시킴으로써 새로운 결과를 얻을 수 있었다. 그래핀에서 탄소 4개 중 하나가 보론으로 치환되면 리튬 저장 능력을 최대로 이끌어낼 수 있다. 보론은 리튬 이온을 그래핀 표면에 흡착시킬 수 있기 때문에, 그래파이트 대비 2배 이상 향상시킬 수 있다. 그래파이트는 현재 리튬이온배터리에서 널리 활용되고 있는 전극 물질이다. 논문의 1저자인 Yuanyue Liu 학생은 계산 결과 그래핀/보론 전극을 이용해 714 mAh/g의 리튬 이온 저장 능력을 확인했다. 이는 에너지 밀도로 계산하면 2120 Wh/kg에 해당하는 것으로 그래파이트-리튬코발트산화물(Lithium cobalt oxide) 양극의 경우를 훨씬 뛰어넘는 수치이다. 또한 충전, 방전 과정에서 물질이 팽창하거나 수축하는 변화가 적게 나타남을 알 수 있었다. 이론적 예상은 리튬이온배터리에 있어 그래핀/보론 전극의 가능성을 충분히 입증했다. 관건은 보론이 치환된 그래핀을 대량, 대면적으로 합성할 수 있어야 할 것이다.



.테라헤르츠파를 이용한 그래핀의 광학 양자 홀 효과의 관측에 성공



그래핀은 탄소 원자가 벌집 격자 모양으로 결합한 원자 한 개 층으로 된 물질이다. 그래핀 중의 전자는 이상하게도 질량이 0인 것처럼 행동한다.(디랙 전자)(2010년 노벨 물리학상 후보). 또한 그 속도가 광속의 약 1/300로 매우 빠르다. 이러한 성질 때문에, 그래핀은 고속 트랜지스터 등 차세대 전자 디바이스 재료의 유력 후보로서 기대되고 있다. 이번에 도쿄 대학 대학원 이학계 연구과와 NTT 물성 과학 기초 연구소, 이화학 연구소의 기초 과학 특별 연구원들은 그래핀이 테라헤르츠파라는 빛에 가까운 높은 주파의 전자파에 대해서도 명료하게 양자 홀 효과를 나타내는 것을, 패러데이 효과라는 광학 현상을 이용해 관측하는데 세계에서 최초로 성공했다. 패러데이 효과는 자기장의 물질을 투과한 빛의 진동 방향(편광)이 회전하는 현상이며, 광 아이솔레이터 등에 이용되고 있다. 일반적으로 회전 각도는 자기장의 강도와 물질의 두께에 비례하여 증가한다. 반사파의 회전의 경우 카 효과라고 부른다. 탄소 원자 1층 그래핀에서도 패러데이 효과, 카 효과가 관찰되었지만, 자기장을 증가시켜 가면, 회전 각은 물리학의 기본 상수인 미세 구조 상수를 단위로 계단 모양의 값을 가지는 것으로 나타났다. 이 현상은 직류 전기 전도로 알려진 양자 홀 효과의 광 버전 (광학 양자 홀 효과)이라고 할 수 있는 것이다. 본 연구는 테라 헤르츠 파의 편광을 초고정밀도로 제어하는 소자 등 새로운 광전자 공학 재료로서 그래핀의 응용에 대한 길을 개척할 것으로 기대된다.
발표내용
그래핀이 나타내는 흥미로운 물리 현상 중 하나로 양자 홀 효과가 있다. 그래핀은 양자 홀 효과가 디랙 전자의 성질을 반영하고 특이한 정수 값을 취해, 낮은 자기장이나 실온에서도 관측된다. 최근 그래핀에서의 이 양자 홀 효과가 빛의 영역에서도 패러데이 효과로 발생하는(광학 양자 홀 효과) 것이 모리모토 등에 의해 이론적으로 예측된(T. Morimoto, Y. Hatsugai, and H. Aoki , Physical Review Letters, 103 , 116803 (2009)) 바 있었지만, 광학 양자 홀 효과의 검증에 필요한 패러데이 효과를 정밀하게 평가하는 기술과 고품질의 그래핀을 제작하는 기술의 연계가 필요해 지금까지 실증 실험을 수행하는 것이 매우 어려웠다. 그래핀에 대한 기초 연구에서 응용 개발까지 전 세계적으로 치열한 경쟁이 벌어지고 있는 가운데, 도쿄대가 가진 패러데이(카) 회전각의 고정밀 측정 기술, NTT가 가진 고균일 그래핀 성장 기술, 이화학 연구소와 도쿄 대학이 가진 광학 전도도의 이론 계산 등 각각의 강점을 살린 협동 체제를 취함으로써, 테라헤르츠파를 이용해 고품질 그래핀의 양자 홀 효과에 해당하는 양자 패러데이 효과, 양자 카 효과(광학 양자 홀 효과)를 고정밀도로 측정하는데 세계 최초로 성공했다. 그림1에 실험의 모식도를 나타내었는데, 파장 300μm의 테라헤르츠파 편광이 약간의 탄소 원자 한 개 층을 투과 또는 반사한 것만으로 편광이 회전하는 것이 관측되었는데, 자기장을 증가 시키면 그림2와 같이 회전각은 물리학의 기본 상수인 미세 구조 상수를 단위로 계단 모양의 값을 취한다는 것이 처음 확인되었다(그림2에서 2, 6. 2, 6값 자체는 그래핀 특유의 값이며, 디랙 전자의 존재를 뒷받침). 또한, 강력한 대각선화라는 이론 방법을 통해 실험과 계산 결과와 비교한 결과, 계단 구조의 행동이 아주 잘 일치하는 것으로 밝혀져, 관측된 현상이 직류 전기 전도에서 관측되는 양자 홀 효과의 광 버전이며, 이론적으로 예측된 광학 양자 홀 효과라고 불러야 할 것이라는 명확한 결론을 얻었다. 홀 효과가 계단식으로 나타난 이유는 불순물 등을 갖는 2차원 전자계에 강한 자기장을 가하면 전자가 움직일 수 없게 되어 버리는 전자 국재화 현상과 관련되어 있지만, 이 전자 국재화 효과는 지금까지 주로 직류 전기 전도에서 알 수 있었으며, 그것이 테라헤르츠파와 같은 고주파에서 나오는지 여부는 전혀 알지 못했다. 최근 반도체 계면의 이차원 전자계에서는 광학 양자 홀 효과가 발생하는 것이 발견된 바 있었지만, (Y. Ikebe, et al., Physical Review Letters 104 , 256802 (2010)), 그래핀에서는 이번에 처음으로 관측되었다.
기술의포인트
1) 패러데이(카) 회전 각의 고정밀 측정
도쿄 대학 대학원 이학계 연구과의 연구그룹은 테라헤르츠파를 이용한 물질 과학의 최첨단 연구를 진행하고 있으며, 테라헤르츠파의 편광을 세계 최고 감도로 측정 방법을 개발했다. 이 방법을 그래핀에도 이용함으로써 그래핀의 패러데이 회전(카 회전)에 광학 양자 홀 효과에 해당하는 계단 구조를 처음으로 관측할 수 있었다.
(2) 고균일 그래핀 성장기술
NTT 물성과학 기초 연구소는 그래핀을 전자 광 소자 재료로서 기초 물리에서 장치까지 종합적으로 연구하고 있으며, 층수 균일성이 높고, 전도 특성이 좋은 1층 그래핀을 생산하는 기술을 보유하고 있다. 이번 실험에 이용한 그래핀은 SiC(탄화 규소)를 Ar(아르곤)에서 가열하여 제작한 것으로, 테라헤르츠파의 빔 직경(1mm)보다 훨씬 넓은 영역에서 고품질로 균일하다.
(3) 광학 전도도의 이론 계산
이화학 연구소와 도쿄 대학 대학원 이학계 연구과는 강력한 대각선화라는 계산 정밀도가 높은 기술을 이용해 그래핀의 광학적 홀 전도도를 계산하고 계산 결과와 실험 결과가 잘 일치하는 것을 밝혀냈다.
향후 전망
본 연구는 그래핀이 테라헤르츠파의 편광을 초고정밀도로 제어하는 소자에 사용할 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 회전각은 테라헤르츠파의 주파수에 거의 의존하지 않고, 물리 상수값으로 정해지기 때문에 테라헤르츠파의 주파수에 의존하지 않고 편광을 제어 할 수 있다. 또한 디랙 전자이기 때문에, 광학 양자 홀 효과의 발현에 필요한 자기장도 반도체 이차원 전자계보다 낮아도 된다. 본 연구는 그래핀이 초고속 통신 및 감지 등 다양한 분야에서 응용이 기대되는 테라헤르츠파를 조작하는 재료로서 유망하다는 것을 나타내고 있어 새로운 광전자 공학 재료로서 그래핀의 응용에 길을 개척할 것으로 보인다.



.실험실에서 만들어진 것 중에서 가장 작은 액체방울 제작



집단적인 흐름 현상을 보여주는 양성자-납 충돌의 3차원 관측. 녹색선은 CMS 추적 시스템에 의해서 재구성된 충돌에 의해서 생성된 아원자 입자들의 경로이다. 적색 및 청색 막대들은 열량기로 측정한 에너지를 나타낸다.

물리학자들이 지금까지 실험실에서 만들어진 액체방울 중에서 가장 작은 액체 방울을 제작하였다. 미국 반더빌트(Vanderbilt) 대학의 물리학자들은 최근 세계에서 가장 크고 강력한 입자 충돌기인 거대 하드론 충돌기에서 수행한 실험에서 이에 대한 연구 결과를 내놓았다. 이들 연구진은 빛의 속도로 움직이는 납이온으로 충돌한 양성자의 실험 데이터를 분석하여 이런 결론에 도달하였다. 과학자들의 계산에 따르면, 이런 짧은 수명의 액체방울은 3개에서 5개의 양성자 크기라고 한다. 크기 정도를 가늠해보면, 그것은 수소원자의 1/100,000 정도 크기이며 또는 바이러스 크기의 1/100,000,000 정도이다. 이 발견으로, 우리는 집단적인 행동의 근거를 관측할 수 있게 될 것으로 보인다고 반더빌트 대학의 물리학과 교수인 벨코브스카는 말하였다. 그는 CMS 검출기 중이온 프로그램의 공동책임자이다. 그는 그들이 사용하고 있는 재료에 상관없이 충돌인 집단적인 흐름 같은 거동이 관측되기 전에, 약 50개의 아원자 입자들을 생산하기에 충분하도록 역동적이라고 말하였다. 이런 미세한 액체방울의 흐름은, 양성자와 중성자로 이루어진 아원자 입자들의 혼합된 상태의 극도로 높은 온도와 밀도에서만 존재하는 쿼크-글로온 플라즈마(quark-gluon plasma)의 거동과 유사하다. 우주론자들은 전체 우주가 한때는 오늘날보다 훨씬더 뜨겁고 밀집된 조건에서 빅뱅이 일어난 후 극도로 짧은 순간 동안 이런 강한 상호작용하는 물질로 이루어졌다고 제안하였다. 이제 우주가 수십 억년 동안 팽창과 냉각을 거듭하였기 때문에, 과학자들이 이런 원시 플라즈마를 재현할 수 있는 유일한 방법은 원자핵을 엄청난 에너지로 충격을 가하는 것 밖에 없다. 이 새로운 관측은 "Multiplicity and transverse-momentum dependence of two- and four-particle correlations in pPb and PbPb collisions"라는 제목으로 피지컬 리뷰 D 저널에 투고되었다. 또한 이들 반더빌트 대학 연구진의 연구 결과는 이탈리아 트렌토에서 열리는 핵물리 및 연관분야의 이론적 연구 유럽 센터에서 열라는 워크숍에 발표되었다. 과학자들은 2000년대 초부터 브룩하벤 국립 연구소에 있는 상대론적 중이온 충돌기를 이용하여 금의 핵을 충돌시킴으로써 쿼크-글루온 플라즈마를 재생산하기 위한 노력을 경주하였다. 이런 특이한 물질 상태는 핵이 충돌하여 그들 에너지의 일부를 그들 사이의 공간으로 방출할 때 만들어진다. 충분한 에너지가 방출되면, 그것은 충돌하는 입자들의 쿼크 및 글루온의 일부가 서로 함께 녹아 플라즈마가 형성되도록 한다. 이들 과학자들은 플라즈마가 가스처럼 행동할 것으로 예상하였지만, 그것이 대신에 액체처럼 행동한다는 것을 발견하고 놀랐다. 이들 연구진은 좀 더 강력한 거대 하드론 충돌기 장비를 사용할 수 있었다. 이들은 이 장비를 이용하여 기본적으로 그들이 상대론적 중이온 충돌 장비에서 얻은 결과를 납핵 충돌로 재연할 수 있었다. 연구진은 그들의 납-납 결과를 검증하기 위한 테스트를 위해서, 충돌기로 양성자와 납의 핵을 서로 충돌시켰다. 그들은 플라즈마의 증거를 전혀 예상하지 못하였다. 양성자들은 납 핵에 비해서 매우 가볍기 때문에, 양성자-납 충돌은 물질의 희귀한 상태를 생산하기에 충분한 에너지를 방출할 수 없을 것이라는 것이 일반적인 생각이었다. 양성자-납 충돌은 사과를 통과하는 총알을 발사하는 것과 같고 납-납 충돌은 두 개의 사과를 서로 충돌시키는 것과 같아서, 후자의 경우가 더 많은 에너지를 방출시킨다고 연구진은 설명하였다. 지난 9월, 거대 하드론 충돌기로 양성자-납 충돌을 적합하게 할 수 있는지를 확인하기 위해서 시험 가동이 수행되었다. 실험 결과를 분석하였을 때, 연구진은 충돌의 5퍼센트에서 집단적인 거동의 증거를 확인하고 놀랐다. 이 결과는 총알이 사과를 통하여 지나갔을 때, 그것은 충분한 에너지를 방출시켜 총알 구멍 주위 입자들의 일부를 녹인 것으로 볼 수 있다. 그것들은 납-납 또는 금-금 충돌에 의해서 생성된 크기의 약 1/10이다. 그러나, 초기 분석은 쌍입자들의 운동을 추적하는 것에 국한되었다. 연구진은 이런 분석은 입자 제트의 생성과 같은, 다른 잘 알려진 현상에 의해서 영향을 받을 수 있다는 것을 알고 있었다. 따라서 예정된 양성자-납 충돌 시험이 지난 1월과 2월에 수행되었을 때, 이들 연구진은 집단적인 운동을 보여주는 4개 입자들의 집단 증거 데이터를 찾았다. 수십억 개의 이벤트를 분석한 후에, 이들 연구진은 충돌이 300개 이상의 입자들이 함께 움직이는 것을 생산한 수백 개의 경우들을 발견하였다. 연구진에 따르면, 단지 두 개의 모델만이 그들의 관측을 설명할 수 있다고 한다. 두 개 중에서, 플라즈마 액체방울 모델이 실험관측 결과와 가장 잘 맞는 것으로 보인다. 연구진은 그들의 새로운 데이터가 플라즈마 액체방울 모델과 경쟁하는 다른 모델인 색유리 응축(color glass condensate) 모델에 유체 역학 효과를 포함해야 한다는 것을 제시하였다고 말하였다. 이 두 번째 모델은 입자 상관관계가 양성자 자신들의 내부 글루온 구조에 기인한다고 가정한 것으로서, 역시 액체로서 관측 현상을 기술하고 있다.



http://www.ndsl.kr/index.do
.리튬이온배터리를 위한 그래핀-보론
.테라헤르츠파를 이용한 그래핀의 광학 양자 홀 효과의 관측에 성공
.실험실에서 만들어진 것 중에서 가장 작은 액체방울 제작

http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20130522500003&wlog_sub=svt_006
일본 지식인들의 양심… “독도는 한국땅”
http://www.yonhapnews.co.kr/international/2013/05/21/0608000000AKR20130521061800009.HTML
아마존 숲이 흡수한 탄소, 강이 토해 내
http://www.yonhapnews.co.kr/international/2013/05/20/0608000000AKR20130520209600003.HTML
"한국, 글로벌 R＆D센터로 원천기술 확보해야"
http://www.yonhapnews.co.kr/it/2013/05/20/2402000000AKR20130520149000017.HTML
논란많은 '3D 프린터'…암수술에 국내 첫 활용