[사이언스칼럼] 전파 과학과 광 과학이 만나는 지점

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼] 전파 과학과 광 과학이 만나는 지점

이강희 한국표준과학연구원 광도측정그룹 책임연구원

  • 승인 2025-03-20 18:02
  • 신문게재 2025-03-21 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
clip20250320091713
이강희 한국표준과학연구원 광도측정그룹 책임연구원
19세기 물리학자 제임스 맥스웰이 맥스웰 방정식을 발표한 이후, 과학자들은 라디오나 핸드폰 등에서 활용되는 '전파'와 태양이나 조명에서 나오는 '빛'이 본질적으로 같다는 사실을 알게 됐다. 그러나 기술의 한계 때문에 '전파 과학'에서는 기가헤르츠(GHz, 10의 9승 Hz) 수준 이하의 주파수를 갖는 전파에 집중해 기술을 발전시켰고, 빛을 활용하는 '광 과학'에서는 수백 테라헤르츠(THz, 10의 12승 Hz) 수준의 주파수를 갖는 가시광선 대역 혹은 근적외선 대역을 주로 활용해 관련 기술을 발전시켰다. 그러다 보니, 1테라헤르츠 근처에 해당하는 주파수를 갖는 전자기파인 '테라헤르츠파'는 전파 과학과 광 과학 분야 모두에서 거의 활용되지 못했다. 그래서 이 주파수 대역은 오랫동안 테라헤르츠 틈(Terahertz Gap)이라고 불렸다.

그러나 과학기술은 늘 진보하고 발전을 멈추지 않는다. 전파 과학자들은 새로운 소자와 미세공정 기술을 통해 점차 전파의 활용 주파수를 높여왔고, 현재는 테라헤르츠 주파수를 갖는 전자기파를 발생시키고 측정하는 안테나 기술을 개발해 활용하고 있다. 광 과학자들도 발전하는 레이저 기술 및 광 과학 기술들을 활용해 테라헤르츠파를 발생시키고 측정하는 기술들을 만들어냈다. 그래서 이제는 테라헤르츠 틈이란 말이 무색하게 전파 과학과 광 과학 모두에서 테라헤르츠파를 적극적으로 이용하고 있다.

테라헤르츠파의 활용이 가능해지면서 전파 과학과 광 과학 분야의 기술 발전은 더욱 가속화되고 있다. 전파 과학 분야에서는 테라헤르츠파의 도입으로 무선 통신 속도가 획기적으로 개선될 전망이다. 이는 현재 무선 통신에서 사용되는 주파수보다 테라헤르츠파의 주파수가 훨씬 높기 때문이며, 테라헤르츠파를 활용하면 100기가비트/초(Gbps) 이상의 초고속 통신이 가능해질 것으로 기대된다. 광 과학 분야에서는 테라헤르츠파 덕분에 물질의 분광학적 특성을 더 자세히 파악할 수 있게 됐으며, 이를 바탕으로 폭발물이나 마약과 같은 위험 물질 탐지 기술이 발전되고 있다. 최근 연구에 따르면 테라헤르츠파가 감기 바이러스도 탐지할 수 있다고 하니 관련 기술의 발전도 기대된다.

테라헤르츠파의 다른 매력은 전통적인 전파 과학과 광 과학 기술이 만나 새로운 응용 가능성을 열어주고 있다는 점이다. 가장 대표적인 예시로 비파괴 검사를 들 수 있다. 전파는 물질을 쉽게 통과하지만 정밀하게 볼 수 없고, 가시광선은 해상도가 뛰어나지만 깊은 내부까지는 통과하지 못한다. 테라헤르츠파는 이 두 가지 특성이 결합해, 물질의 내부 구조를 세밀하게 관찰할 수 있게 한다. 이러한 기술적 강점 때문에 현재 테라헤르츠파는 공항 내 보안 검색 등에 적극 활용되고 있다.

테라헤르츠파가 가져오는 변화에 대응하기 위해, 측정기술 고도화 및 측정표준 확립을 수행하는 한국표준과학연구원(KRISS)에서는 여러 부서에서 테라헤르츠파 기술을 연구하고 있다. KRISS 비파괴측정그룹에서는 최첨단 레이저 기술을 접목해 세계에서 가장 빠른 고속 비파괴 검사 기술을 선보인 바 있으며, 개발된 테라헤르츠 비파괴 검사 기술을 확장해 응용 분야를 넓혀나가고 있다. 전자파측정그룹에서는 산학연 연계로 테라헤르츠파를 활용하는 차세대 무선 통신 기술을 활발히 연구해 최근에는 해당 주파수 대역의 임피던스 측정표준 기술을 확립해 기술 주도권을 선점하는 쾌거를 이뤘다. 필자가 속한 광도측정그룹에서는 새로운 양자센서 기술로 테라헤르츠파를 측정하는 기술을 연구하고 있으며, 이를 기존 광 과학에서 주로 활용하는 열 측정 기반 기술과 비교하고 새로운 복사조도(Irradiance) 측정표준 기술을 확립하고자 노력하고 있다.

대항해시대의 탐험가들이 신대륙을 탐험했던 것처럼, 테라헤르츠파 기술을 연구를 하는 것이 마치 탐험과 같다는 생각이 든다. 기존의 전파 과학과 광 과학 기술이 만나 새로운 주파수 영토를 개척하며 새로운 가능성을 찾아 나서고 있기 때문이다. 미지의 영역을 알아가는 즐거운 탐험 여정 중에 상상하지 못했던 혁신적인 기술을 발견할 수 있기를 희망해 본다. 이강희 한국표준과학연구원 광도측정그룹 책임연구원

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 세종 아파트값 상승폭 확대… 대전·충북은 둔화, 충남은 하락폭 축소
  2. 괴산 사리면발축제 성료···주민 손맛 담은 면 요리 맛보여
  3. 저가 수소 공급계획 무산 대전 수소트램…선정 평가 타당성 도마
  4. 천안시, 8일 '천안삼거리 떡 페스티벌' 개최
  5. 은행서 정기예금 연 4% 이상 금리 비중 2년 9개월만에 두 자릿수로 '껑충'
  1. [기고] ‘행정은 세종에, 과학은 대전에'
  2. [전문인칼럼] 돈은 돌아왔는데, 바이오벤처는 목마르다
  3. 충청권 광역 BRT 운영체계 새판…4개 시·도 협력 시험대
  4. 세종 소상공인의 날 개최…'행정수도법 연내 제정' 촉구
  5. 충남대 통합 재추진 시동…이번엔 학내 반대 여론 넘을까

헤드라인 뉴스


중도일보 중부권 언론사 최초 `50억 규모 사내근로복지기금` 설립

중도일보 중부권 언론사 최초 '50억 규모 사내근로복지기금' 설립

중도일보가 중부권 언론사 최초로 50억 원 규모의 사내근로복지기금을 설립해 임직원 복지 증진 향상에 나섰다. 임직원의 복지를 위해 설립된 사내근로복지기금은 자녀 초·중·고·대학 학자금부터 건강검진, 의료비 지원, 장기근로자 포상 등 실생활에 필요한 지원을 적재적소에 배치했다. ㈜중도일보(회장 김원식)는 2일 오전 10시 중도일보 회장실에서 김원식 회장과 유영돈 사장, 김현수 대표, 김은정 근로자대표 등 임직원이 참석한 가운데 50억 원 규모의 사내근로복지기금 전달식을 가졌다. 중도일보는 50억 원을 출연해 사내근로복지기금 법인을 설..

트램부터 대통령 공약까지… 대전시 11월 현안추진 분수령
트램부터 대통령 공약까지… 대전시 11월 현안추진 분수령

민선 9기 허태정 호(號) 출범 첫해 대전시 주요 현안과 관련해 11월이 중대 변곡점으로 떠오르고 있다. 도시철도 2호선 트램 급전방식 등 연내 결론을 예고한 대형 사업들의 구체적인 추진 방향이 이달 중 윤곽을 드러낼 것으로 보이기 때문이다. 민선 9기 공약사업 성패가 달린 첫 본예산 편성과 이재명 대통령 지역공약 이행 가능성 등도 조만간 가늠해 볼 수 있는 포인트다. 2일 대전시 등에 따르면 도시철도 2호선 트램은 지난달 대동교와 대덕대교 교량 개축에 따른 장기 교통통제가 시작된 데 이어 이달 16일부터 약 10개월간 유성구 온천..

`행정수도법` 신중하자던 野, 사전 조율은 회피…11일 심사 직행
'행정수도법' 신중하자던 野, 사전 조율은 회피…11일 심사 직행

<속보>=행정수도특별법의 오는 11일 축조심사를 앞두고 사전 조율을 위한 추가 회의 일정 협의가 사실상 결렬된 것으로 파악됐다.<10월 22·29일자 1면 보도> 앞서 야당인 국민의힘 측이 신중한 검토를 강조하면서도 추가 논의에는 동의하지 않아, 쟁점을 충분히 조율하지 못한 채 곧바로 심사에 들어설 전망이다. 특별법 제정 논의가 6개월 만에 재개됐지만, 이로 인해 연내 정기국회 통과 여부는 여전히 안갯속에 놓였다는 평가가 나온다. 2일 국회와 지역 정치권 등에 따르면 지난달 28일 정기국회 내 첫 회의를 개최한 국토교통위원회 국토법..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 타이어전문점 화재 대전 타이어전문점 화재

  • ‘더 화려하고 아름답게’ ‘더 화려하고 아름답게’

  • ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑 ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑

  • 미래 진로직업 체험 미래 진로직업 체험