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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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李대통령 관람 '긴긴밤'은 어떤 작품 [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = 이재명 대통령이 대학로에서 깜짝 공연 관람에 나서면서 목격담이 온라인을 뒤덮었다. 이와 함께 대통령이 직접 관람한 '긴긴밤'에도 관심이 집중되고 있다.  이재명 대통령은 18일 김혜경 여사와 함께 대학로 한 극장을 방문해 뮤지컬을 관람했다. X(옛 트위터)에 실시간으로 퍼진 목격담에 따르면 이 대통령은 이날 링크아트센터 드림에서 공연 중인 뮤지컬 '긴긴밤'을 관람하고 관객, 배우들과 소통에 나섰다. 이재명 대통령과 김혜경 여사가 18일 저녁 서울 대학로에서 창작 뮤지컬 '긴긴밤'을 관람하고 있다. [사진=청와대] 강유정 청와대 대변인은 이날 이재명 대통령 부부가 문화체육관광부 정책 '문화가 있는 날' 홍보차 대학로 뮤지컬 '긴긴밤'을 함께 관람했다고 밝혔다. 강 대변인은 서면 브리핑을 통해 이 대통령 내외가 이날 저녁 서울 대학로 링크아트센터드림에서 창작뮤지컬 '긴긴밤'을 관람했다고 밝혔다. 이 대통령의 방문은 갑작스럽게 이루어진 것으로 알려졌다. '긴긴밤' 공연을 하는 배우들도 공연 당일 몇 시간 전에 알게 된 것으로 확인됐다. '긴긴밤'은 어린이문학상 대상 수상작인 동명의 동화를 원작으로 한 뮤지컬로, 라이브러리컴퍼니가 창작 뮤지컬로 제작하며 무대화한 작품이다. 지난 2024년 초연을 올린 뒤, 2025년 앵콜 공연을 진행했으며 올해 재연이 공연 중이다. '긴긴밤'은 아프리카 코끼리 고아원에서 자라난 코뿔소 노든의 이야기를 담은 작품이다. 온갖 산전수전을 겪으며 살아남은 노든은 생각지도 못한 상황을 겪으며 버려진 알에서 태어난 새끼 펭귄을 떠맡게 된다. 둘은 바다를 향해 함께 여정을 떠나지만 끝없이 펼쳐진 사막을 지나 바다에 닿는 것은 쉽지 않다. 노든은 펭귄에게 긴긴밤 어려웠던 시간들을 지나면서도 반짝이던 순간들의 이야기를 전해준다. 이 공연은 소품과 의상을 통해 배우들이 동물로 무대에서 연기하지만, 비유적인 표현으로 인간이라면 모두가 공감할 만한 이야기를 풀어낸다. 가족과 연대, 상실과 회복, 모험과 성장을 담은 이 작품은 100% 눈물을 흘린다는 경고 아닌 경고가 있을 정도로 가슴 뭉클한 이야기를 그린다는 후문이다. [사진=X 사용자(@gj46929236) 계정] '긴긴밤'을 관람한 대통령 내외 역시 눈물을 흘렸다는 후기도 전해진다. 한 X 사용자는 이 대통령에게 "재밌으셨냐"면서 눈물을 흘렸는지도 물어봤다며 대통령이 "재밌던데" 하면서 긍정했다는 후기를 남겼다. 심지어는 경호원도 눈물을 보였다는 후기도 나오면서 '긴긴밤'에 대한 관심도 높아지고 있다. 이 대통령은 '긴긴밤' 관람에 앞서 대학로의 한 국밥 집을 찾은 것으로도 확인됐다. 공연을 보러 대학로에 자주 오가는 관객들은 이 대통령이 찾은 식당을 언급하며 매일같이 오가는 거리와 가게를 다녀갔다는 사실에 놀라고 즐거워하는 반응들을 SNS에 남겼다. 뮤지컬 '긴긴밤'은 현재 링크아트센터 드림에서 공연 중이며, 오는 29일까지 계속된다. 노든 역에 배우 홍우진, 강정우, 이형훈, 펭귄 역에 최주은, 설가은, 최은영, 임하윤, 앙가부/윔보 역에 박근식, 도유현, 치쿠 역에 유동훈, 이규학 등이 출연 중이다.  jyyang@newspim.com 2026-03-19 10:05
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김소영 추가 피해 남성 3명 확인 [서울=뉴스핌] 나병주 기자 = 경찰이 서울 강북구 모텔에서 약물 연쇄살인 사건 피의자 김소영이 3명에게 추가로 범행을 저지른 사실을 확인하고 검찰에 넘겼다. 19일 경찰에 따르면 서울 강북경찰서는 김소영을 특수상해 및 마약류관리에관한법률 위반 혐의로 서울북부지검에 추가 송치했다. 강북 모텔 연쇄살인 피의자 20세 김소영 [사진=서울북부지방검찰청] 경찰은 김소영에게 피해를 입었다고 주장한 남성 3명 모발을 국립과학수사연구원(국과수)에 보낸 결과 2명에게서 벤조디아제핀 등 이전 범행과 동일한 항정신성의약품이 검출됐다고 밝혔다. 다만 김소영은 현재 자신의 혐의를 부인하고 있는 것으로 알려졌다. 김소영은 지난해 12월부터 지난달까지 20대 남성 3명에게 향정신성의약품인 벤조다이아제핀계 약물이 섞인 음료를 건네 1명의 의식을 잃게 하거나 2명을 사망에 이르게 한 혐의를 받는다. 서울북부지검은 지난 9일 신상정보공개심의위원회 심의 결과를 바탕으로 김소영 얼굴과 성명, 나이 등 신상정보를 공개했다. 이어 서울북부지검 형사2부(부장검사 김가람)는 지난 10일 김소영을 살인 및 특수상해, 마약류관리법 위반 혐의로 구속 기소했다. 김소영에 대한 첫 공판은 다음달 9일 오후 서울북부지법에서 열린다. lahbj11@newspim.com 2026-03-19 14:08
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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.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
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