[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. 대전시 공무원 숨진 채 발견..."건물서 추락 추정"
  2. 농협중앙회 대전지역본부-한국새농민 대전시회, 협력농장 벼 수확 행사
  3. 소진공, 글로벌 기자단 발대식 개최
  4. 대전소방본부, 16층 이상 건축물 건축허가 동의 업무 확대
  5. ‘운동하기 딱 좋은 날씨네’
  1. [날씨] 4일 대체로 맑아…주말에도 맑고 선선
  2. 대전 대학생, AI 영상 공모전 최우수상 쾌거
  3. '제78회 충남도민체전' 3일 본격 서막
  4. 충남콘텐츠진흥원, 독일 게임스컴 2026 충남공동관 참가 성료
  5. 천안동남소방서, 추석 명절 대비 ㈜아라리오 현장점검

헤드라인 뉴스


220만 도민 화합의 장 열렸다…‘충남도민체전’ 당진서 팡파르

220만 도민 화합의 장 열렸다…‘충남도민체전’ 당진서 팡파르

당진시는 9월 3일 오후 7시 당진종합운동장 주경기장에서 '제78회 충청남도민체육대회' 개회식을 화려하게 시작하며 220만 충남도민이 하나 되는 축제의 막을 올렸다고 4일 밝혔다. 이날 개회식에는 충청남도 각지에서 모인 내·외빈, 선수단, 관람객이 참석해 충남도민의 화합과 스포츠 축제의 의미를 함께 나눴다. 개회식은 식전 공연을 시작으로 선수단 입장, 개회 선언, 주제공연, 성화 점화, 축하공연 순으로 진행했다. 특히 주제공연 '당진, 미래를 여는 빛의 물결'과 2026대 규모의 드론쇼·성화 점화 퍼포먼스가 펼쳐져 현장 열기를 끌어..

국회도서관 제공 주요 의정정보` 대전 한밭도서관에서 만난다
국회도서관 제공 주요 의정정보' 대전 한밭도서관에서 만난다

국회의 주요 의정 정보와 발간물을 대전의 대표 도서관인 한밭도서관에서도 만날 수 있게 됐다. 국회도서관(관장 황정근)과 한밭도서관(관장 김혜정)이 4일 한밭도서관 내 '국회 의정정보센터' 설치, 국회도서관 정보시스템과 발간물 공유, 기관 간 협업 모델 마련 등을 내용을 한 업무협약(MOU)을 체결하면서다. 우선 국회 의정정보센터는 광역 지방정부 대표도서관에 설치해 국회도서관이 생산·제공하는 의정정보를 공유하고 지역사회와의 협력을 강화하는 거점 기능을 하는 곳으로, 제주 한라도서관과 울산도서관에 이어 한밭도서관에 세 번째로 들어선다...

천안 K-컬처박람회, 청년·글로벌 문화 축제로 열기 고조
천안 K-컬처박람회, 청년·글로벌 문화 축제로 열기 고조

'2026 천안 K-컬처 박람회'가 청년 예술인들의 무대와 글로벌 관람객 참여가 어우러지며 축제 열기를 더해가고 있다. 천안시는 4일 웰컴존과 정문 광장 일대에서 지역 청년과 대학생이 주도하는 공연·체험 프로그램을 운영했다. 웰컴존에서 충남콘텐츠진흥원 충남음악창작소와 연계한 기획공연 'K-SCENE'이 열렸고, 천안시 청소년 댄스팀 공연을 시작으로 백석대·상명대·순천향대·호서대 등 4개 대학의 힙합 무대, 대학 연합 송캠프 우수팀 공연, 인공지능(AI) 기반 지역특화 음원 상영, 전국 인디 뮤지션 쇼케이스가 잇따라 펼쳐졌다. 정문..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘운동하기 딱 좋은 날씨네’ ‘운동하기 딱 좋은 날씨네’

  • ‘자전거 안전하게 탑시다’ ‘자전거 안전하게 탑시다’

  • 추석 앞두고 벌초 한창인 국립대전현충원 추석 앞두고 벌초 한창인 국립대전현충원

  • 수능 전 마지막 모의평가…집중하는 수험생들 수능 전 마지막 모의평가…집중하는 수험생들