문해력 올해 노벨물리학상에 ‘양자역학 연구’ 클라크·드보레·마티니스 > 갤러리

문해력 올해 노벨물리학상은 ‘양자 역학’ 분야 과학자 3명에게 돌아갔다. 이들의 연구는 현재 컴퓨터 마이크로칩에 활용되고 있으며, 미래에는 양자 컴퓨터·암호통신 등에 널리 쓰일 것으로 기대된다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 7일(현지시간) 존 클라크(83·영국) 캘리포니아대 버클리캠퍼스 교수와 미셸 드보레(72·프랑스) 캘리포니아대 샌타바버라캠퍼스 및 예일대 교수, 존 마티니스(67·미국) 캘리포니아대 샌타바버라캠퍼스 교수를 올해 노벨물리학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다.
이들은 ‘양자 역학적 터널링 현상’을 손에 쥘 수 있을 정도로 덩치가 큰 전기 회로에서 구현한 공로를 인정받았다.
양자 터널링이란 개념은 독특하다. 비유하면 이렇다. 일상에서 우리가 자전거를 타고 높은 언덕 너머로 이동해야 할 때, 다리 힘이 모자라면 자전거는 언덕을 넘지 못하고 결국 언덕 아래 방향으로 굴러떨어지기 마련이다. 고전물리학적 개념이다. 바로 우리가 아는 상식적인 일이 일어나는 세상이다.
하지만 아주 작은 입자를 다루는 양자 터널링 개념을 적용하면 상황이 크게 달라진다. 양자역학에서는 전자처럼 작은 입자가 알갱이일 뿐만 아니라 물결 같은 파동의 성질도 동시에 가진다고 본다. 이 파동 일부는 담장 너머까지 스며든다. 이 현상은 벽에 터널이 생긴 듯한 효과를 낸다. 자전거를 탄 사람이 굳이 다리 힘을 써가며 언덕을 힘겹게 올라가지 않아도 터널을 통과해 간단히 언덕 너머로 이동할 수 있는 격이다.
클라크와 드보레, 마티니스는 양자 터널링을 실험으로 입증했다. 저항 없이 전류를 흐르게 하는 초전도체 기반의 전기회로를 만들어 1984년과 1985년 일련의 실험을 수행했다. 실험 결과, 초전도체를 통과한 입자들은 전기회로 내부 구획 안에 갇혀 있지 않고, 구획 내외부를 넘나들었다. 양자 터널링 원리는 물론 양자 터널링이 제법 큰 전기회로 단위에서도 생긴다는 점을 보여준 것이다.
정연욱 성균관대 나노공학과 교수는 “양자역학은 원자 세계를 다루는 일이라고만 생각하기 쉽지만, 수상자들은 마이크로칩에 양자역학을 활용할 수 있다는 점을 증명했다”고 설명했다.
올레 에릭슨 노벨위원회 위원장은 “올해는 양자역학 개념이 탄생한 지 100년이 되는 시점”이라며 “양자역학은 모든 디지털 기술의 근간이 되고 있다”고 설명했다. 기존 어떤 슈퍼컴퓨터보다 빠른 속도로 계산하는 양자 컴퓨터, 도청이나 해킹이 불가능한 양자 암호통신, 그리고 자기장·전기장·온도 등의 미세한 변화를 잡아내는 양자 센서 등의 보급이 코앞으로 다가와 있다. 이 같은 혁신적 기술이 이번 노벨물리학상 수상자의 연구에서 시작한 것이다.
수상자에게는 총 1100만크로나(약 16억5000만원)의 상금이 주어진다. 상금은 수상자 3명에게 균등하게 배분된다. 노벨위원회는 오는 8일 화학상, 9일 문학상, 10일 평화상, 13일 경제학상 수상자를 발표할 예정이다.
지난 7월 맨홀 사고로 노동자 2명이 숨진 인천환경공단 사업장에서 2개월 만에 또 노동자가 숨지는 사고가 발생했다.
1일 경찰과 고용노동부 등에 따르면 전날 오후 1시46분쯤 인천시 서구에 있는 인천환경공단 공촌하수처리장에서 노동자 A씨(57)가 저수조 안쪽으로 빠지는 사고가 발생했다.
A씨는 하수처리장에서 바닥 청소 작업을 하다가 플라스틱과 합판으로 된 저수조 덮개가 깨지면서 안쪽으로 빠진 것으로 파악됐다.
해당 저수조는 하수 처리된 물을 저장·재처리하는 ‘재이용수조’다. 수심은 5~6ｍ 가량으로 알려졌다. A씨와 2인 1조로 근무하던 동료는 “A씨가 사라져서 찾았는데 물에 빠져 있었다”는 취지로 진술한 것으로 전해졌다.
숨진 A씨는 인천환경공단과 하수처리장 청소 계약을 맺은 하청업체 소속의 일용직 노동자로 파악됐다.
중부지방고용노동청은 이 하청업체가 상시 근로자 5인 이상 사업장임을 확인하고 중대재해처벌법 위반 혐의 등에 대해 조사할 예정이다. 원청에 해당하는 인천환경공단에 대해서도 수사를 벌일 방침이다.
인천환경공단 관계자는 “유가족 지원과 사고 재발 방지 대책을 마련할 방침”이라며 “경찰과 노동부 조사에도 적극적으로 협조하겠다”고 말했다.
인천환경공단 사업장에서는 지난 7월 6일에도 사망사고가 발생해 현재 경찰 수사를 받는 중이다. 당시 2명의 노동자가 인천환경공단이 발주한 ‘차집관로(오수관) GIS(지리정보시스템) 데이터베이스 구축용역’의 재하청을 받아 맨홀 속 오수관로 현황을 조사하다가 유해가스에 중독돼 사망했다.
뒷번호판을 찍어 교통 법규 위반 행위를 단속하는 ‘후면 단속 카메라’에 적발되는 차량이 해마다 늘고 있다. 당초 후면단속카메라는 이륜차의 교통위반을 적발하기 위해 설치됐으나 실제로는 사륜차가 4.7배 더 적발되는 것으로 나타났다.
7일 연합뉴스에 따르면 경기남부경찰청의 연도별 후면 단속 카메라의 단속 건수는 2023년 5576건, 지난해 6만4625건, 올해 들어 8월까지 13만3310건으로 큰 폭 증가하고 있다.
후면 단속 카메라는 2023년 4월 수원과 화성에 1대씩 총 2대로 운영을 시작한 이래 같은 해 39대, 지난해 129대, 올해 79대가 추가로 설치돼 현재 경기 남부지역에 총 247대가 운영 중이다.
경찰은 매년 후면 단속 카메라 설치를 늘린 결과 단속 실적이 증가한 것으로 보고 있다.
후면 단속 카메라는 당초 이륜차의 교통 법규 위반 단속을 주목적으로 설치됐으나, 막상 운영해보니 사륜차 단속 건수(지난 8월 기준 10만9천961건)가 이륜차 단속 건수(2만3천349건)에 비해 4.7배 많은 것으로 나타났다.
이는 도로 위에 사륜차가 이륜차보다 많은 데다, 사륜차 운전자들이 후면 단속 카메라를 일반적인 단속 카메라로 여겨 장비 앞에서만 속도를 줄였다가 카메라를 지나자마자 급가속해 적발되는 경우가 잦기 때문으로 분석된다.
경찰 관계자는 “후면 단속 카메라의 증가로 전체 단속 건수에서 후면 카메라 단속 건수가 차지하는 비중이 2023년 0.2%에서 올해 8월 기준 4.8%로 커졌다”며 “앞으로도 후면 단속 카메라 설치를 늘려갈 것”이라고 했다.

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