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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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이정후, 9호 홈런 등 3할 타율 복귀 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 샌프란시스코 자이언츠 이정후가 홈런 포함 멀티 히트를 기록하며 타율 3할대에 복귀했다. 이정후는 11일(한국시간) 미국 캘리포니아주 샌프란시스코 오라클 파크에서 열린 2026 메이저리그 휴스턴 애스트로스와의 홈경기에 1번 타자 우익수로 선발 출전해 5타수 2안타(1홈런) 1타점 1득점으로 활약했다. 시즌 타율은 0.300으로 올라섰다. 이정후는 1회말 유격수 뜬공, 3회말 유격수 병살타로 물러나며 출발이 안 좋았다. 수비에서도 1회말 알바레스의 타구를 놓치는 아쉬운 모습을 보였다. 하지만 방망이로 곧바로 빚을 갚았다. 팀이 1-1로 맞선 5회말 2사 주자 없는 상황에서 상대 선발 헤이든 웨스네스키의 2구째 92.5마일(약 148.8km) 포심 패스트볼을 통타해 우측 담장을 넘어가는 솔로 아치를 그렸다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 이정후. [사진=샌프란시스코 SNS] 2026.08.11 psoq1337@newspim.com 시즌 9호포로 빅리그 데뷔 후 개인 한 시즌 최다 홈런을 경신했다. 장외로 날아간 대형 홈런이었으나 오라클 파크 특유의 '스플래시 히트'에는 미치지 못했다. 타구가 맥코비만 바닷물에 직접 빠지지 않고 난간을 맞았다. 이정후는 8회말에도 바뀐 좌완 스티븐 오커트의 슬라이더를 밀어쳐 좌전 안타를 만들며 멀티히트를 완성했다. 이후 2루 태그업까지 성공했으나 후속타 불발로 득점에는 실패했다. 연장 10회말 마지막 타석에서는 유격수 땅볼로 돌아섰다. 이정후의 활약에도 샌프란시스코는 웃지 못했다. 3-2로 앞서던 9회초 마무리 딜런 스미스가 동점을 허용했다. 이어진 10회초 승부치기에서 제이슨 폴리가 폭투와 피안타로 무너지며 3실점했다. 결국 샌프란시스코는 3-6으로 역전패하며 3연패에 빠졌다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 송성문. [사진=로이터] 2026.08.11 psoq1337@newspim.com 샌디에이고 파드리스의 송성문은 밀워키 브루어스전에 9번 타자 유격수로 선발 출전했으나 2타수 무안타 1희생번트에 그쳤다. 3회말 무사 2루에서 희생번트를 성공시켰지만 후속타가 터지지 않았다. 송성문의 시즌 타율은 0.209로 떨어졌다. 샌디에이고는 7회말 터진 잭슨 메릴의 역전 2점 홈런에 힘입어 3-2로 승리, 3연승을 달렸다. 밀워키 배지환은 결장했다. psoq1337@newspim.com 2026-08-11 13:43
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부부 '공동명의 절세'도 옛말? [서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 부부 공동명의 1주택자의 종합부동산세 셈법이 세제개편을 계기로 한층 복잡해지고 있다. 그동안 절세 수단으로 활용돼 온 공동명의가 제도 변화에 따라 오히려 불리하게 작용할 수 있다는 분석이 나오면서, 주택 보유 형태에 따른 세 부담을 다시 따져봐야 한다는 목소리가 커지고 있다. [AI 그래픽 생성=정영희 기자] ◆ 명의 따라 달라지는 종부세…입법예고에 반발 11일 부동산 업계에 따르면 세제개편안으로 공동명의 1주택자의 종부세 계산법이 달라지면서 명의 형태와 실제 거주 여부에 따른 세 부담 격차를 둘러싼 논란이 커지고 있다. 같은 한 채를 보유하더라도 단독명의인지 공동명의인지, 공동명의 특례를 선택하는지에 따라 공제액과 세액이 달라져서다. 기존에 절세를 위해 선택했던 명의 구조가 세법 변화에 따라 불리해질 수 있다는 우려도 나온다. 이번 세제개편안은 주택 수 중심이던 종부세 체계를 주택가격과 실제 거주 여부 중심으로 바꾸는 데 초점을 맞췄다. 실거주 1세대 1주택자의 기본공제는 현행 12억원에서 14억원으로 높이는 반면 비거주 1주택자는 9억원을 적용한다. 1주택자의 공정시장가액비율은 70%가 적용된다. 부부 공동명의 1주택자는 지분별로 각각 종부세를 내는 방식과 부부 중 한 명을 1세대 1주택자로 간주하는 공동명의 1주택 특례 가운데 유리한 방법을 선택할 수 있다. 특례를 택하면 단독명의 1주택자와 마찬가지로 실거주 여부에 따라 14억원 또는 9억원의 기본공제를 적용받는다. 반대의 경우 부부가 각자 보유 지분에 대해 별도의 납세자가 돼 종부세를 계산한다. 결국 실제로는 같은 집 한 채를 보유하고 있어도 명의와 특례 선택에 따라 적용되는 공제 구조에 차이가 있다. 비거주 1주택자의 기본공제가 9억원으로 낮아지면서 공동명의 일반과세가 더 유리해지는 사례가 나타날 수 있다. 공동명의자가 1세대 1주택자와 다른 과세체계에 놓이면 오히려 불리해질 가능성이 제기된다. 납세자들의 불만은 실제 보유주택 수보다 명의의 형식에 따라 과세 결과가 달라질 수 있다는 데 집중돼 있다. 이날 오후 2시 기준 법제처 국민참여입법센터 내 종부세법 개정안 입법예고에 총 3207건의 의견이 접수됐다. 이 가운데 공동명의와 관련한 의견은 29건으로 전체의 약 0.9%다. 의견 제출자 A씨는 "부부 공동명의는 공정시장가액비율 80%, 단독명의는 70%를 적용하는데 공동명의를 하지 말라는 것인지 의도를 모르겠다"며 "그냥 세금을 더 걷겠다는 것으로 들린다"고 지적했다. 또 다른 제출자는 B씨는 재산세와 종부세의 기준이 다른 점을 문제삼았다. 그는 "재산세는 이미 부부 공동명의 1주택자에게 1주택 기준을 적용하면서 종부세는 명의가 2인이라는 형식적인 이유로 불이익을 주는 것은 세제 간 엇박자"라며 "집이 두 채가 아니라 실질적으로 한 채인데 부부가 공동명의로 등기했다는 이유로 차별하는 것은 부당하다"고 주장했다. 종부세만 실거주 여부와 명의 구조에 따라 과세 방식이 달라지면서 납세자가 체감하는 제도 간 차이가 커질 수 있다는 지적이 나온다. ◆ 거주냐 비거주냐…같은 집인데 수백만원 차이 명의 방식에 따른 세액 차이도 상당할 것으로 예상된다. 우병탁 신한은행 프리미어 패스파인더 전문위원은 부부가 주택 지분을 각각 50%씩 보유한 것으로 가정해 반포자이 전용 84㎡의 보유세 변화를 분석했다. 세액공제는 적용하지 않았고 2027년 공시가격 상승률은 올해 상승률의 절반 수준으로 가정했다. 분석 결과 반포자이 전용 84㎡ 공동명의자의 보유세는 2026년 1171만원에서 2027년 실거주할 경우 1744만원으로 늘어나는 것으로 추산됐다. 1년 만에 573만원, 48.9% 증가하는 수준이다. 같은 공동명의라도 해당 주택에 거주하지 않을 경우 증가폭은 더 컸다. 비거주 공동명의자의 보유세는 2027년 2183만원으로 계산돼 올해보다 1012만원, 86.4% 급증했다. 같은 주택과 동일한 지분 구조를 유지하더라도 거주 여부에 따라 2027년 세 부담이 439만원 벌어지는 셈이다. 공동명의는 그동안 종부세 부담을 줄일 수 있는 방식으로 활용돼 왔다. 1주택자는 부부가 지분을 나눠 보유하면 각각 공제를 받을 수 있어 공동명의를 선택하는 경우가 적지 않았다. 세법이 바뀌면서 기존에 유리했던 명의 구조가 예상치 못한 세 부담으로 돌아올 수 있다. 이장원 법무법인 리치 세무사는 "1주택 공동명의는 각각 종합부동산세 공제를 받을 수 있어 일반적으로 유리한 편"이라면서도 "세법이 바뀌면 유리하다고 판단해 선택했던 공동명의가 갑자기 불리한 상황을 만들 수 있다"고 설명했다. 주택 수가 늘어나면 명의 구조에 따른 차이는 더 복잡해진다. 이 세무사는 "부부가 각각 주택 한 채씩 온전히 갖고 있으면 각각 1주택자로 세금을 내지만 2채를 50%씩 갖고 있으면 각각 2주택을 갖고 있는 것이 된다"며 "유리하다고 해서 공동명의를 했는데 갑자기 세법을 바꿔버리면 곤란할 수 있다고 말했다" 일각에서는 주택을 취득할 당시의 세제상 유불리를 고려해 결정한 명의 구조가 이후 제도 개편에 따라 다른 결과를 낳는다면 납세자의 예측 가능성이 떨어질 수 있다고 우려가 나온다. 같은 주택을 계속 보유하더라도 거주 여부와 명의 형태, 특례 신청 여부 등에 따라 세 부담이 크게 달라지는 만큼 과세 형평성을 둘러싼 논란이 이어질 것으로 보인다. chulsoofriend@newspim.com 2026-08-11 06:00
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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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