[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 이론적으로만 제안됐던 4차원 공간에서의 연구를 실험적으로 구현할 수 있는 방법이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 

29일 한국연구재단에 따르면 성균관대 안종열 교수팀은 단원자 층으로 형성돼 있는 평면구조의 물질인 2차원 물질에 4개의 독립적인 차원 축을 부여해 4차원 공간을 구현했다. 

이번 연구에서 안 교수팀은 두 층으로 이뤄진 그래핀을 완벽하게 30도 회전시켜 그래핀 준결정을 만들어냈다. 준결정이란 회전 대칭성은 있으나 병진 대칭성은 없는 특이한 결정을 말한다.

따라서 이번 성과는 기존 실제 존재하는 3차원 공간에 제한됐던 연구들이 4차원 실험 공간으로 확대될 수 있는 매우 획기적인 연구결과로 평가된다.  

성균관대 안종열 교수 [사진=한국연구재단]

우리가 사는 세상은 3차원 공간으로서 3개의 독립적인 좌표축만이 존재, 4차원 이상의 공간에 대한 실험은 현실적으로 불가능한 것으로 여겼다. 1차원은 통상적으로 X축, 2차원에서는 X-Y축, 3차원에서는 X-Y-Z축으로 설명할 수 있다. 이런 상황에서 1984년 두 층으로 완벽한 준결정을 만들게 되면 4개의 독립적인 차원 축을 부여할 수 있다는 이론적인 제안만 있었다.

안 교수는 “향후 미지의 4차원 공간연구를 통해 기존에 예상할 수 없었던 다양한 결과들이 실험을 통해 발견될 것으로 기대한다“며 "4차원에서의 자기적 특성, 광학 특성, 초전도 현상, 전자구조 현상, 전기적 현상 등이 후속연구로 이어질 것으로 생각된다"고 연구의의를 설명했다.

과학기술정보통신부·한국연구재단 원자력연구개발 및 기초연구사업의 지원을 받은 이번 연구결과는 세계 최고 학술지 사이언스에 이날 게재됐다.

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