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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 올해 노벨물리학상 제라르 무루 교수와의 추억

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나의 지도 교수, 그리고 올해 노밸물리학상 수상자 제라르 무루 교수

올해 노벨 물리학상 수상자로 아서 애슈킨 미국 벨연구소 박사, 제라르 무루 프랑스 에콜폴리테크니크 교수, 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수가 선정됐다. 이 소식을 접하고 나는 깜짝 놀랐다.

공동 수상자 가운데 한 사람인 제라르 무루(Gerard Mourou) 교수가 바로 필자의 박사학위 지도 교수이기 때문이다. 약 10년 전부터 후보라는 소식은 들었으나 막상 발표되고 나니 한편 놀라기도 하고, 또한 반갑고 영광스럽기도 하다. 약 30년 전의 추억이 떠올랐다. 

      김정호 KAIST 교수

제라르 무루 교수 팀은 극초단 펄스 레이저를 처음 개발하고 그 용용 분야를 개척했다. 그 팀이 개발한 레이저는 매우 짧은 시간을 갖는 펼스(Pulse) 레이저인데, 그 펄스의 크기가 팸토초 정도의 시간 단위의 크기이다. 그 레이저 펄스의 주기는 약 100MHz 정도 인데 그 이유는 레이저 공진기 거울간의 거리를 빛이 왕복하는 시간이 결정하기 때문이다. 레이저 펄스의 크기가 팸토초 크기라면, 그 시간은 놀랍게도 1000 조 분이 1초이다. 그 짧은 시간은 자연계에 존재하는 한계 시간이고 거의 ‘0’ 의 시간이라도 할 수 있다. 대부분의 자연계 현상이 정지한 시간이다.

그 펨토초 시간은 빛이 광속으로 전파하더라도 1 마이크로미터(백만 분의 1 미터) 밖에 전진하지 못하는 순간 정지의 시간이다. 이 시간은 광속의 빛도 정지한 시간이다. 이처럼 펨토초 레이저를 이용해서 빛도 정지한 이 시간대에 일어나는 다양한 물리, 화학 현상을 탐구할 수 있었다. 정지된 시간과 빛의 세계를 탐험할 기회를 제공한 셈이다. 전자, 원자, 분자도 정지시킬 수 있다. 이처럼 제라르 무루 교수는 자연과학과 공학의 신세계를 최초로 열었다고 본다. 그가 펨토초 레이저 연구를 제일 처음 시작했고, 30년 이상 지속적으로 꾸준히 진행했다. 그래서 노벨상을 받았다.

1980년대 제라리 무루 교수와 그 제자가 펨토초 레이저를 이용해 실험을 하고 있다. [출처: 로체스터 대학]

빛의 속도와 경쟁하는 피코초 반도체

한편 필자는 박사 학위 연구에서 이러한 펨토초 레이저를 이용해서 고속 반도체 소자의 특성을 측정하는 방법을 개발했다. 자연계에 머문 극한의 시간 기술을 공학과 접목해 기존의 전자 계측기로 측정할 수 없었던 펨토초 영역의 고속 반도체 현상을 측정할 수 있었다. 특히 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 영상을 영화 같이 찍을 수 있었다.

예를 들어, 우리가 영화를 만드는데 1초에 24장 정도의 사진을 찍고, 그것을 연속으로 보여주면 동영상이 된다. 그 때 영화 필름 속의 사진은 24분의 1초마다 1장씩 찍게 된다. 마찬가지로 펨토초 단위로 반도체 위에 전자파를 발생시키고, 그 전자파의 각종 현상을 영화처럼 측정한다.

발생 시간과 측정 시간을 팸초토 차이를 주면서 영상을 계속 얻는다. 그 시간 차이는 거울을 이용해 빛이 전파하는 시간으로 조절해서 달리한다. 거울을 1마이크로미터(1 백만 분의 1 미터)를 이동하면 빛의 시간을 펨토초 정도 지연 가능하다. 이렇게 반도체 공간에 분포한 전자파 사진을 찍고 매 펨토초 마다 시간 차를 두면서 계속 사진을 얻는다.

그리고 그 사진들을 나중에 쭉 이으면 전자파가 반도체 위에서 영화를 얻을 수 있다. 이렇게 보면 시간 공간에서 정지한 빛과 전자파의 세계를 영화로 구현해 보았다.

펨토초 레이저를 이용해서 반도체 위에서 전자파가 빛의 속도로 전파하는 모습을 측정한 영상의 한 장면. [출처: KAIST]

빛의 속도와 경쟁하는 고성능 반도체 시대 대비해야

시간이 한참 지난 지난 지금 필자는 고속 반도체와 패키지 설계 분야를 연구하고 있다. 인공지능과 빅데이터 시대에 필요한 고속, 고성능, 저전력 반도체 분야의 연구이다. 한편 박사학위를 받은 연구 분야를 벗어나 기간 산업과 가까운 분야를 하는 자부심을 갖고 있으면서 다른 한편으로 기초 연구에 대한 아쉬움이 교차한다.

지금 고속 반도체 GPU나 D램은 디지털 시계에 맞추어 빅데이터를 계산하고 저장하고, 주고 받는다. 이를 설계할 때 둘 사이의 신호 전파 지연시간(Latency)과 신호간의 시간 차이(Skew)를 피코초 단위로 줄여야 한다. 피코초(1조 분의 1초)는 펨토초의 1000 분의 1 초 시간이다. 펨토초 영역에서 연구하고 익숙하다 보니, 피코초는 당연히 조정 가능하고, 설계 가능하고 구현가능한 시간대라고 생각하게 되었다.

그리고 앞으로 펨토초 영역의 고성능 반도체도 설계할 수 있다는 상상이 된다. 모두 오래 전에 펨토초 과학과 공학을 경험해 보았기 때문이다. 이러한 경험이 상상력의 원천이 되고, 이로부터 다가오는 4차 산업혁명 시대를 위한 영감을 얻는다. 

엄청난 빅데이터 속도(Big data/s)에 대한 두려움이 없다.

빅데이터(Big data)도 중요하지만 빅데이터를 얼마나 빨리 주고 받을 수가 (Big data/s) 있는가에 대한 중요성을 보여주는 개념도. [출처: KAIST]

 

joungho@kaist.ac.kr     

      

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]  

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징역형 확정 구제역 '재판소원' 제기 [서울=뉴스핌] 신정인 기자 = 국회 과학기술정보방송통신위원회 소속 김장겸 국민의힘 의원은 재판소원 제도가 확정판결을 받은 범죄자들의 형 집행 면피와 피해자에 대한 2차 가해 수단으로 오용되고 있다고 지적했다. 김 의원은 18일 오전 서울 여의도 국회 소통관에서 기자회견을 열고 "이재명 정권과 더불어민주당이 밀어붙인 '사법파괴 3법'의 부작용이 현실화되고 있다"며 이같이 밝혔다. 김태연 변호사(왼쪽)와 김장겸 국민의힘 의원이 18일 오전 서울 여의도 국회 소통관에서 기자회견을 하고 있다. [사진=김장겸 의원실] 김 의원은 "민주당은 국민의 권리를 넓히는 제도라 포장했지만, 현실은 법원에서 형이 확정된 범죄자들이 헌법재판소까지 가서 판결을 흔드는 도구로 전락했다"고 비판했다. 특히 "유튜버 쯔양을 협박해 징역형이 확정된 구제역이 재판소원을 접수했다는 소식은 충격적"이라며 "이재명 대통령 한 사람을 구하기 위한 사법 파괴가 선량한 피해자들을 울리고 있다"고 했다. 이날 회견에 참석한 쯔양의 소송대리인인 김태연 변호사는 "2026년 3월 12일 대법원에서 구제역에 대해 징역 3년의 상고기각 판결이 내려졌을 때 쯔양님과 함께 기뻐하며 긴 고통이 끝났다고 믿었다"면서 "하지만 그 기쁨은 잠시였다"고 회고했다. 김 변호사에 따르면 구제역 측은 대법원 판결 선고 이틀 전 작성한 서신을 SNS에 공개하며 재판소원과 법왜곡죄 고소 등을 예고했다. 김 변호사는 "1심부터 대법원까지 세 차례 재판 내내 받아들여지지 않았던 주장들을 다시 들고나와 마치 '재판이 아직 끝나지 않았다'거나 '아직은 무죄'인 것처럼 행세하고 있다"고 지적했다. 또한 가해자 측이 재판 과정에서 비공개로 진행된 증인신문 내용을 유튜브로 유포해 피해자를 조롱하고, 오히려 쯔양을 무고 혐의로 고소하는 등 2차 가해를 지속하고 있다고 주장했다. 김 변호사는 "피해자는 '나 때문에 주변 사람들까지 피해를 입는다'며 고소 결정을 후회할 정도로 극심한 불안감을 느끼고 있다"고 전했다. 마지막으로 김 변호사는 "재판소원이 가해자들이 사법적 책임을 회피하고 피해자를 짓밟는 도구로 남용되어서는 안 된다"며 헌법재판소의 신속한 판단과 제도적 보완을 촉구했다. 김 의원도 "사이버렉카 범죄로부터 피해자를 보호해야 한다는 공감대에도 불구하고, 현행 제도는 가해자에게 탈출구를 열어주고 있다"며 국회 차원의 대응을 예고했다. allpass@newspim.com 2026-03-18 11:35
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명태균, 오세훈 재판 증인 불출석 이유 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = '정치 브로커' 명태균 씨가 여론조사 비용 대납 의혹으로 기소된 오세훈 서울시장의 재판에 증인으로 소환됐으나 불출석했다. 서울중앙지법 형사합의22부(재판장 조형우)는 18일 오전 정치자금법 위반 혐의를 받는 오 시장과 강철원 전 서울시 정무부시장, 후원자인 사업가 김모 씨의 2차 공판을 진행했다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 정치자금법 위반 혐의로 기소된 오세훈 서울시장이 18일 서울 서초구 서울중앙지법에서 열린 2차 공판에 출석하며 취재진 질문에 답하고 있다. 2026.03.18 ryuchan0925@newspim.com 당초 이날 재판에서는 2021년 서울시장 보궐선거 당시 오 시장 측 부탁으로 관한 여론조사를 진행한 의혹을 받는 명씨에 대한 증인신문이 예정돼 있었다. 재판부는 명씨의 불출석 사유에 대해 "(오늘) 오전 9시 10분에 (명씨가) 법원에 전화해, 어제 본인 재판이 늦게 끝나 피곤하다 보니 새벽 기차를 놓쳐서 나올 수가 없다고 전해왔다"고 설명했다. 재판부는 명씨에 대해 과태료 300만 원 부과를 검토했으나, 주소 보정 절차가 완료되지 않아 부과 결정을 보류했다. 형사소송법에 따르면 증인이 정당한 사유 없이 불출석할 경우, 법원은 강제 구인장을 발부하거나 500만 원 이하의 과태료를 부과할 수 있다. 재판부는 오는 20일과 다음 달 3일 오전 이틀에 걸쳐 명씨에 대한 증인신문을 진행하기로 했다. 다음 달 1일에는 김영선 전 의원, 3일 오후에는 강혜경 씨와 김태열 전 미래한국연구소장에 대한 증인신문이 각각 진행된다. 한편 오 시장은 이날 법원에 출석하면서 "사기 범행을 자백한 명태균과 강혜경을 기소하지 않은 악질 민중기 특검은 처벌받아야 한다"며 민중기 특별검사를 '법왜곡죄'로 고소하는 것을 검토 중이라고 밝혔다. 오 시장은 2021년 서울시장 보궐선거 당시 명씨가 실소유한 것으로 지목된 미래한국연구소에서 10차례에 걸쳐 공표·비공표 여론조사를 받고, 후원자 김씨에게 3300만 원을 대납하게 한 혐의를 받는다. hong90@newspim.com 2026-03-18 11:22
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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