전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

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

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

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]  

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
38년 아시아나 역사 속으로 [서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 대한항공과 아시아나항공의 통합 작업이 마지막 단계에 들어섰다. 양사는 오는 14일 합병 계약을 체결하고, 오는 12월 17일 '통합 대한항공' 출범을 공식화한다. ◆ 5년 6개월 만에 합병 마침표 대한항공과 아시아나항공은 13일 각각 정기 이사회를 열고 합병계약 체결을 승인했다. 양사 합병 계약 체결은 2020년 11월 17일 대한항공과 아시아나항공의 신주인수계약 체결 이후 5년 6개월여 만이다. 앞서 코로나19 팬데믹에 따른 글로벌 여객 수요 급감으로 아시아나항공의 재무구조와 경쟁력이 약화되자 정부와 채권단은 항공산업 안정화를 위해 총 3조6000억원 규모의 정책자금을 지원했다. 대한항공 B787-10 항공기. [사진=대한항공] 대한항공은 이번 인수·합병 추진 과정에서 아시아나항공의 재무구조 개선과 경영 정상화를 위해 노력했고, 지원받은 공적자금을 전액 상환했다고 설명했다. 대한항공은 통합 항공사 출범을 기반으로 글로벌 항공시장 내 경쟁력을 강화하고 지속 가능한 성장 기반을 마련한다는 계획이다. 이번 합병으로 대한항공은 아시아나항공의 자산과 부채, 권리·의무, 근로자 일체를 승계한다. 합병 후 존속회사는 대한항공이며, 아시아나항공은 소멸한다. 대한항공은 공시를 통해 "합병 및 합병 후 통합 절차(PMI)를 통해 항공기 정비, 지상조업, 기내식 등 운항 인프라의 통합 운영으로 고정비 절감 및 규모의 경제를 실현할 수 있다"고 밝혔다. 이어 "해외 지점 및 영업망의 통합을 통해 중복 관리비용의 절감을 기대할 수 있다"고 설명했다. 합병 비율은 자본시장법령에 따른 기준시가를 바탕으로 대한항공 1 대 아시아나항공 0.2736432로 산정됐다. 이에 따라 대한항공의 자본금은 약 1017억원 증가할 것으로 예상된다. ◆ 안전운항 인가 등 후속 절차 본격화 대한항공은 합병 계약 이후 통합 항공사 운영을 위한 제반 절차에 착수한다. 항공사 안전운항체계의 안정적인 통합에 필요한 운영기준(OpSpecs·Operations Specifications) 변경 인가 등이 대표적이다. 운영기준 변경 인가는 합병 후 존속하는 대한항공의 기존 운항증명(AOC·Air Operator Certificate)을 유지하면서, 아시아나항공이 보유한 항공기와 안전 운항 시스템 전반을 대한항공 운영체계 안으로 통합하기 위한 법적·행정적 절차다. 대한항공은 오는 14일 합병 계약 체결 직후 국토교통부에 합병 인가를 신청한다. 오는 6월 중에는 통합에 따라 변경되는 항공 안전 관련 준수 조건과 제한 사항을 담은 운영기준 변경 인가를 신청할 계획이다. 국내 인허가 절차가 끝나면 해외 항공당국을 대상으로도 운영기준 변경 등 필요한 절차를 순차적으로 진행한다. 조원태 한진그룹 회장. [사진=대한항공] 아시아나항공은 오는 8월께 임시 주주총회를 열고 합병을 결의할 예정이다. 대한항공은 이번 합병이 소규모 합병 요건을 충족하는 만큼 아시아나항공 주주총회와 같은 날 이사회 결의로 주주총회를 갈음할 계획이다. 대한항공은 주주 권익 보호 절차도 병행했다. 대한항공은 "이번 합병이 주주들의 관심이 높은 사안인 만큼 주주 권익 보호 및 개정 상법에 따른 주주충실의무를 준수하기 위해 법무부가 발표한 '기업 조직개편 시 이사의 행위 규범 가이드라인'에서 권고하는 공정성 강화 조치를 충실히 이행했다"고 밝혔다. 대한항공은 자사 ESG위원회가 특별위원회 기능을 수행해 합병 거래 조건의 공정성 등을 별도 심의했다고 설명했다. 또 독립적인 외부 전문가를 통해 합병 가액과 비율의 적정성, 산정 방식의 공정성, 절차의 적정성, 주주 이익 보호 체계를 검증했다. 관련 내용은 증권신고서에 상세히 기재할 예정이다. ◆ 재무 부담 안고 시너지 본격화 대한항공은 재무 측면에서 단기 부담도 언급했다. 아시아나항공이 합병 전 기준 높은 부채비율과 상당 규모의 차입금 및 리스부채를 보유하고 있어 대한항공이 이를 포괄승계하게 되기 때문이다. 대한항공은 "합병 직후 단기적으로 합병 후 존속회사의 부채비율 상승 및 재무레버리지 확대가 불가피할 수 있다"고 밝혔다. 다만 "통합 현금흐름 창출 능력 강화, 중복 비용 절감에 따른 수익성 개선, 확대된 노선 네트워크를 기반으로 한 영업수익 증대를 통해 중장기적으로 재무 안정성이 점진적으로 회복 및 강화될 것으로 기대된다"고 덧붙였다. 대한항공의 아시나아항공 인수 관련 일지. [AI인포그래픽=김정인 기자] 영업 측면에서는 노선 네트워크와 운항 역량 통합이 핵심이다. 대한항공은 이번 합병을 통해 여객 네트워크 통합에 따른 운송 역량 확대와 MRO(항공기 정비·수리·운영) 등 고부가가치 사업 영역으로의 포트폴리오 재편을 추진한다. 대한항공은 "통합 네트워크를 기반으로 한 환승 수요 확대, 글로벌 항공사 동맹 스카이팀(Skyteam) 활용을 통한 코드쉐어 확대, 미주·유럽·동남아 등 핵심 국제선에서의 운항 효율화를 통해 중장기적으로 글로벌 영업 경쟁력이 강화될 것으로 기대된다"고 밝혔다. ◆ 마일리지·서비스 통합도 과제 통합 항공사 출범을 앞두고 안전 운항과 고객 서비스 통합 작업도 속도를 내고 있다. 대한항공은 중복 노선 재배치와 신규 노선 개발을 통해 고객 선택지를 넓히고, 공항 라운지 리뉴얼과 기내식 개편, 공항 터미널 이전 등을 통해 서비스 품질을 높여왔다. 양사 마일리지 통합안은 공정거래위원회 등 관계당국과 협의 중이다. 대한항공은 통합안이 확정되는 대로 고객들에게 안내할 계획이다. 인천 영종도 운북지구에 위치한 제2 엔진 테스트 셀의 모습. [사진=뉴스핌DB] 대한항공은 합병 이후 기존 이원화된 마일리지 프로그램, 지상조업, 기내서비스 운영 체계를 통합해 내부 비효율을 줄이고 원가 절감과 서비스 품질 향상을 추진할 계획이다. 안전 운항을 위한 선제 투자도 진행 중이다. 대한항공은 통합 후 늘어나는 기단과 노선, 인력에 대비해 서울 강서구 본사 종합통제센터(OCC), 객실훈련센터, 항공의료센터를 리모델링하고 업무 시스템을 정비했다. 통합 항공사 출범 직후 운항상 혼란을 줄이기 위해 양사 운항승무원 훈련 프로그램도 표준화했다. 엔진 테스트 셀(ETC), 신 엔진 정비 공장, 인천국제공항 인근 정비 격납고 등 대규모 항공기 정비 시설도 확장하거나 새로 짓고 있다. 대한항공은 통합 항공사 출범으로 국가 항공산업 경쟁력 보존, 인천국제공항 허브 기능 강화, 글로벌 항공 네트워크 확대 등의 효과를 기대하고 있다. 합병 기일은 오는 12월 16일이다. 통합 대한항공은 합병 이튿날인 12월 17일 출범한다. 이에 따라 아시아나항공 브랜드는 출범 38년 만에 역사 속으로 사라지게 된다. kji01@newspim.com 2026-05-13 17:38
사진
조국, 평택을 유세 중 이마 부상 [서울=뉴스핌] 조승진 기자 = 경기 평택을 국회의원 재선거에 출마하는 조국 조국혁신당 대표가 유세 도중 이마를 문에 부딪치는 사고로 눈 부위에 멍이 들었지만, 예정된 일정을 이어가겠다는 뜻을 밝혔다. 조 대표는 13일 페이스북을 통해 "어제 일정 중 이마를 문에 세게 부딪히는 작은 사고가 났다"며 "자고 일어나니 눈두덩이가 붓고 멍이 들었다"고 했다. 경기 평택을 국회의원 재선거에 출마하는 조국 조국혁신당 대표가 유세 도중 이마를 문에 부딪치는 사고로 눈 부위에 멍이 들었다고 13일 밝혔다. [사진=조국 페이스북] 조 대표는 이날 오전 MBC 라디오 프로그램 '김종배의 시선집중' 인터뷰를 마친 뒤 자신이 거주 중인 평택 안중의 병원을 찾아 치료를 받았다고 했다. 그러면서 "주사도 맞고 약도 받았다"며 "의사, 간호사 선생님들의 환대와 내원하신 주민들의 응원에 감사했다"고 했다. 이어 동네 카페를 찾은 사실도 전하며 "소염제가 조금 독할 수 있으니 뭐라도 먹고 약을 먹으라는 당부를 들었다"고 설명했다. 그러면서 "내부가 마치 도서관 또는 화랑 같다"며 "조용히 독서하기 좋지만 저는 독서할 여유가 없다"고 했다. 조 대표는 이후 추가로 올린 글에서 문재인 정부 청와대 출신 인사들이 선거사무소를 찾았다고 밝혔다. 그는 "문재인 정부 청와대에서 근무했던 실장, 수석, 비서관님들이 선거사무소로 오셨다"며 "오른쪽 눈에 멍이 든 걸 보시고 놀라셨지만 '액땜'했다고 격려해주셨다"고 했다. 또 "거리에서 뵙는 시민들도 깜짝 놀라신다"며 "관리를 잘못한 점 죄송하다"고 적었다. 이어 "멍이 완전히 사라지는 데는 2~3일 걸릴 것 같다"면서도 "멍든 눈으로도 뚜벅이는 계속된다"고 강조했다. chogiza@newspim.com 2026-05-13 14:28
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

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.
안다쇼핑
Top으로 이동