노벨 물리학상 수상자 코스털리츠 교수, 대덕특구 찾다

원자력연에서 직원대상 강연 펼쳐

작년 노벨 물리학상 수상자인 마이클 코스털리츠 브라운대 석좌교수가 대덕연구개발특구를 찾았다.

한국원자력연구원은 9일 본원 계단식세미나실에서 코스털리츠 교수를 초청해 특별강연을 열었다.

이 자리에서 코스털리츠 교수는 직원들을 대상으로 ‘2차원 물질구조에서의 위상학적 결함과 상전이 현상(Topological Defects and Phase Transitions)’에 대해 강연했다.

이 주제는 코스털리츠 교수의 연구 주제이자 노벨 물리학상 수상 내용이다.

물리학계에서 2차원은 변수(flustration)가 크고 물리학 개념이 통용되지 않는 경우가 많아 연구가 어려운 주제로 꼽히지만, 코스털리츠 교수는 위상수학(topology)의 개념을 적용해 물질 현상을 이론적으로 규명했다.

위상수학은 연속적으로 변형이 이뤄져도 변하지 않는 기하학적 성질을 연구하는 수학의 한 분야다.

코스털리츠 교수가 연구를 시작한 1970년대 초에는 2차원 구조의 물질은 진정한 의미로서 장거리 질서를 가질 수 없다는 것이 학계의 상식이었다.

장거리 질서는 보통 시공간의 연속적인 대칭이 깨지면서 발생하기 때문에 상식이 맞다면, 유한한 온도에서 상전이가 발생할 수 없다.

이는 2차원에서 초유체나 초전도체가 존재할 수 없다는 것을 의미해 이론적으로 큰 문제를 발생시키게 된다.

코스털리츠 교수는 결국 ‘2차원 물질구조에서의 위상학적 결함과 상전이 현상’이라는 연구 결과를 발표하면서 2차원에서도 상전이가 존재할 수 있음을 보였다.

이 같은 코스털리츠 교수의 연구성과는 재료 과학 및 전자 공학에서 신물질을 개발하는 이론적 뒷받침이 됐다.

코스털리츠 교수는 초청강연에 이어 원자력연 20여명의 젊은연구원과 오찬 및 대화의 시간을 가졌다.

코스털리츠 교수는 이론물리학자인 미국 워싱턴대 사울레스 교수, 프린스턴 대학교 덩킨 홀데인 교수와 공동을 작년 노벨 물리학상을 수상했다.

한편, 코스털리츠 교수는 현재 고등과학원 계산과학부 석학교수로 지난 2004년부터 매년 2개월 가량 한국에 머무르며, 고등과학원 연구진과 학술활동을 진행하고 있다. 최소망 기자 somangchoi@