80년간 존재 미확인 마요라나 페르미온 입자 관측 성공

80년간 존재 미확인 마요라나 페르미온 입자 관측 성공

막스 플랑크 한국 연구소 "양자컴퓨터 획기적 개발 기대"

(포항=연합뉴스) 임상현 기자 = 막스 플랑크 한국·포스텍 연구소는 지성대 박사, 박재훈 교수팀이 양자컴퓨터 개발을 앞당길 마요라나 페르미온 입자를 세계 처음으로 관측하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

물질과 반물질 경계에 있는 마요라나 페르미온 입자는 1937년 이탈리아 물리학자 에토레 마요라나가 존재를 예측한 뒤 80년이 지나도록 존재를 증명하지 못한 미지의 입자로 알려졌다.






이 입자가 낮은 차원의 응집물질계에서 준입자 형태로 존재한다면 양자 컴퓨터의 기본 단위로 응용이 가능하다는 점 때문에 최근 들어 학계의 관심이 끌고 있다.

연구팀은 실험을 통해 양자 스핀 액체 상태에서 스핀이 쪼개질 수 있는 특이한 현상을 확인했으며 나아가 쪼개진 입자가 마요라나 페르미온에 해당한다는 것을 검증했다.

또 입자가 갖는 열역학·동역학적 성질 등 구체적인 물리적 성질까지 규명했다고 밝혔다.

이를 양자 컴퓨터 기본 단위로 응용하면 기존 양자컴퓨터의 가장 큰 난제인 온도, 노이즈 등 외부 자극에 따른 시스템 오류를 해결할 수 있어 한층 발전된 양자 컴퓨터를 개발할 가능성이 커졌다고 설명했다.

연구 결과는 물리학 분야 학술지인 네이처 피직스(Nature Physics) 온라인판 18일 자에 실렸다.

지성대 박사는 "이번 연구는 마요라나 입자를 명확하게 입증하고 구체적인 물리적 성질까지 규명했다는 데 의의가 있다"고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단, 경북도, 포항시, 포스텍 지원으로 연구했다.






shlim@yna.co.kr

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