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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 지지율 59.7% [리얼미터] [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 이재명 대통령의 국정수행 지지율이 59.7%를 기록했다는 여론조사 결과가 11일 나왔다. 이 대통령의 지지율은 3주 만에 하락세를 멈추고 0.2%포인트(p) 상승했다. 이재명 대통령이 지난달 14일 청와대 본관에서 16회 국무회의 겸 5차 비상경제점검회의를 주재하며 모두발언을 하고 있다. [사진=청와대] 여론조사 전문기관 리얼미터가 이날 공개한 5월 1주차 주간동향(에너지경제 의뢰, 4~8일 조사, 무선 100% 자동응답 방식, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±2.2%p, 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지 참조) 결과를 살펴보면, 이 대통령의 국정수행 긍정평가는 전주 대비 0.2%p 상승한 59.7%, 부정평가는 0.7%p 오른 35.7%로 집계됐다. '잘 모름'은 4.6%였다. 이 대통령의 지지율은 4월 3주차 65.5%까지 오른 뒤 내림세를 보이며 지난주 59.5%까지 떨어졌다. 3주 만에 긍정평가가 상승세로 전환했지만 부정평가 역시 오르는 흐름을 보였다.  리얼미터는 "코스피 7500선 돌파와 경상수지 최대 흑자 등 경제 호재가 상승을 견인했지만 조작기소 특검을 둘러싼 갈등과 개헌안 무산 등 정국 혼란이 상승폭을 상쇄하며 지난주 대비 소폭 상승에 그친 것으로 풀이된다"고 분석했다. 권역별로 보면 광주·전라(83.0%)에서 가장 높았고 인천·경기(64.6%)와 대전·세종·충청(61.4%) 등 대다수 지역에서 긍정평가가 우세했고 대구·경북(44.1%)과 부산·울산·경남(52.4%)에서는 전국 평균보다 낮았다. 정당 지지도 조사(7~8일, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.1%p)에서는 더불어민주당이 48.7%, 국민의힘이 30.9%를 기록했다. 민주당은 전주 대비 0.1%p 상승했고, 국민의힘은 0.7%p 하락했다. 이어 개혁신당 3.5%, 조국혁신당 3.2%, 진보당 2.2% 순이었다. 무당층은 8.5%로 나타났다.  the13ook@newspim.com 2026-05-11 08:22
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대검, 오늘 박상용 검사 징계 논의 [서울=뉴스핌] 김영은 기자 = 대검찰청 감찰위원회가 이르면 11일 오후 '연어 술 파티 진술 회유 의혹'을 받는 박상용 검사에 대한 징계 여부를 심의한다. 11일 법조계에 따르면 대검은 이르면 이날 감찰위원회를 열어 박 검사에 대한 징계 여부를 심의할 예정이다. 박 검사에 대한 징계 시효가 오는 16일 자정 만료되는 만큼 이번주 안에 결론이 날 전망이다. 감찰위는 최근 서울고검 인권침해점검 TF로부터 "술자리가 있었다"는 감찰 결론을 보고받은 것으로 알려졌다. TF는 이화영 전 경기도 평화부지사의 주장과 박상웅 전 쌍방울 이사가 법인카드로 소주를 구입한 기록 등을 근거로 삼은 것으로 전해진다. 대검찰청 감찰위원회가 11일 오후 '연어 술 파티 진술 회유 의혹'을 받는 박상용 검사에 대한 징계 여부를 심의한다. 사진은 박 검사. [사진=뉴스핌DB] '연어 술 파티 의혹'은 박 검사가 2023년 5월 17일 수원지검에서 이 전 경기도 평화부지사 등 쌍방울 대북 송금 사건 관계자를 조사하는 과정에서 연어·술을 제공해 진술을 회유했다는 내용이다.  다만 박 전 이사는 지난달 28일 국회 조작기소 국정조사에서 "소주를 산 건 맞지만 차 안에서 내가 개인적으로 먹었다"고 밝혔다. 박 검사와 김성태 전 쌍방울 회장 역시 "술을 마신 사실이 없다"며 의혹을 부인하는 입장이다.  박 검사는 TF 조사 과정에서 의혹을 설명할 기회를 얻지 못했다며, 이날 감찰위의 출석 통보 없이도 직접 출석하겠다고 예고했다.  그는 지난 8일 자신의 페이스북에서 "대검 감찰위 규정에는 위원회에서 대상자를 위원회에 출석시켜 질문할 수 있도록 돼 있다"며 "대검에 출석해 대기하고 있겠다"고 밝혔다. 감찰위는 법조계 내외부 인사 5~9명으로 구성되며 TF의 조사 결과를 토대로 검찰총장에게 심의 결과를 전달하고 필요한 조치를 권고하는 역할을 한다. 강제력은 없으나, 검찰총장은 지금까지 대부분 감찰위 결정을 따라왔다. 구자현 검찰총장 권한대행이 징계를 청구할 경우, 이달 16일 자정 만료되는 박 검사의 시효는 정지된다. 이후 법무부 산하 검사징계위원회는 심의를 거쳐 박 검사에 대한 처분을 결정하게 된다.  yek105@newspim.com 2026-05-11 08:28
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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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