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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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동탄·기흥·구리 규제지역 묶인다 [서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 반도체 특수와 교통 호재, 서울 인접 수요가 맞물리며 집값이 오른 경기 주요 지역이 규제지역으로 신규 지정된다. 정부는 투기적 매수를 차단하고 실수요자를 보호하기 위해 화성시 동탄구와 용인시 기흥구, 구리시를 투기과열지구 및 조정대상지역으로 지정하기로 했다. [AI 그래픽 생성=정영희 기자] 30일 국토교통부는 주거정책심의위원회 심의·의결을 거쳐 경기도 화성시 동탄구, 용인시 기흥구, 구리시 등 3곳을 투기과열지구 및 조정대상지역으로 신규 지정한다고 밝혔다. 이번 지정은 최근 이들 지역의 주택가격 상승세가 이어진 데 따른 조치다. 지정 효력은 7월 1일부터 발생한다. 화성시 동탄구와 용인시 기흥구는 최근 반도체 업계 특수에 따른 집값 상승 기대감과 GTX-A 개통 등 교통 인프라 개선 영향이 반영된 지역으로 꼽힌다. 구리시는 서울과 인접한 역세권 수요가 이어지며 가격 상승세가 지속되고 있는 상황이다. 월간 주택 매매가격 변동률을 보면 화성시 동탄구는 올해 2월 0.78%에서 상승 폭이 매월 확대되며 5월에는 1.5%대를 넘어섰다. 지난 4월과 5월 용인시 기흥구는 0.85%와 0.95% 상승했다. 구리시는 올 2월 1.77%의 상승률을 기록하더니 지난달까지 1.15%로 집계됐다. 국토부는 이들 지역의 가격 흐름과 주택시장 상황을 고려해 규제지역 신규 지정을 결정했다. 투기과열지구와 조정대상지역 지정에 따라 해당 지역에서는 주택시장 과열을 억제하기 위한 관련 규제가 적용된다. 규제지역으로 지정되면 주택구입 목적 주택담보대출 LTV가 무주택자 기준 40%로 제한되고, 유주택자는 주담대를 받을 수 없다. 대출 한도는 최대 6억원으로 묶이며 6개월 이내 전입 의무도 부과된다. 청약에서는 1순위 요건과 재당첨 제한, 전매제한이 강화되고, 조정대상지역 지정에 따라 다주택자 취득세·양도세 중과와 1세대1주택 비과세 거주요건도 적용된다. 투기과열지구 내 정비사업장에서는 조합원 지위 양도 제한과 정비사업 분양 재당첨 제한도 적용된다. 경기도도 후속 조치에 나선다. 경기도는 시·도 도시계획위원회를 거쳐 화성시 동탄구, 용인시 기흥구, 구리시를 토지거래허가구역으로 지정할 계획이다. 토지거래허가구역 지정 기간은 다음달 5일부터 2027년 12월 31일까지다. 토지거래허가구역은 '부동산 거래신고 등에 관한 법률'에 따라 지정 공고일인 6월 30일에서 5일 뒤부터 효력이 발생한다. 국토부 관계자는 "규제지역 신규 지정과 함께 부동산 시장을 교란하는 불법행위에 엄정 대응하겠다"며 "주택가격 상승 지역에 대한 모니터링도 강화할 계획"이라고 말했다. 주택시장이 조속히 안정될 수 있도록 9·7 주택공급 확대방안, 1·29 수도권 도심 6만가구 공급계획, 5월 말 발표한 매입임대 물량 확대와 비아파트 공급 확대 계획 등을 추진한다. 매입임대의 경우 내년까지 규제지역에 6만6000가구 이상을 공급한다는 계획이다. '범정부 주택공급 현장 애로해소 지원센터'를 가동해 주택건설 애로 해소를 지원하고, 현장의 목소리를 반영해 공급 방안을 보완·발전시켜 나갈 예정이다. [AI 그래픽 생성=정영희 기자] Q. 어느 지역이 규제지역으로 새로 지정되나요? A. 경기도 화성시 동탄구, 용인시 기흥구, 구리시 등 3곳이 투기과열지구 및 조정대상지역으로 신규 지정됩니다. Q. 규제지역 지정 효력은 언제부터 발생하나요? A. 투기과열지구와 조정대상지역 지정 효력은 7월1일부터 발생합니다. Q. 정부가 이들 지역을 규제지역으로 지정한 이유는 무엇인가요? A. 반도체 업계 특수에 따른 집값 상승 기대감, GTX-A 개통 등 교통 인프라 개선, 서울 인접 역세권 수요가 맞물리며 주택가격 상승세가 이어졌기 때문입니다. Q. 토지거래허가구역 지정도 함께 추진되나요? A. 경기도는 화성시 동탄구, 용인시 기흥구, 구리시를 토지거래허가구역으로 지정할 계획입니다. 지정 기간은 다음달 5일부터 2027년 12월31일까지입니다. Q. 정부는 규제지역 지정 외에 어떤 대응을 하겠다고 밝혔나요? A. 국토부는 불법행위에 엄정 대응하고 주택가격 상승 지역에 대한 모니터링을 강화하겠다고 밝혔습니다. 또 기존 주택공급 확대방안과 매입임대·비아파트 공급 확대 계획을 추진하고, 주택공급 현장 애로해소 지원센터를 가동할 예정입니다. chulsoofriend@newspim.com 2026-06-30 08:17
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李대통령 지지율 46.5% [리얼미터] [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 이재명 대통령의 국정수행 지지율이 6주 연속 하락해 46.5%를 기록했다는 여론조사 결과가 29일 나왔다. 리얼미터가 이날 공개한 6월 4주차 주간집계(에너지경제신문 의뢰, 22∼26일 조사)을 살펴보면 이 대통령의 국정수행에 대한 긍정평가는 46.5%로 지난주보다 0.2%포인트(p) 하락했다. 6월 4주차 주간집계 이재명 대통령 국정수행 평가 [그래프=리얼미터] 부정평가는 49.5%로 역시 지난주보다 0.2%p 하락했다. '잘 모름' 응답은 4%다. 리얼미터는 "중앙선거관리위원회 투표지 부실 관리 사태가 장기화하는 가운데, 민생경제에 대한 불신이 확대된 데다 검찰 보완수사권 폐지 방침과 호남 반도체 투자 논란을 둘러싼 여야 정치 공방까지 겹치면서 지지율 하락세가 지속됐다"고 분석했다. 정당 지지도 조사(25∼26일 조사)에서는 더불어민주당이 지난주보다 0.9%p 오른 41%, 국민의힘이 0.3%p 내린 42%를 기록했다. 6월 4주차 주간집계 정당 지지도 [그래프=리얼미터] 리얼미터는 "민주당은 호남 반도체 클러스터 투자 이슈가 광주 전라와 40대 지지층 결집으로 이어지며 지지율 상승을 견인했다"고 분석했다. 지역별로 보면 광주·전라에서 9.2%p 올랐고, 대전·세종·충청에서 6.8%p 올랐다.  국민의힘에 대해서는 "장동혁 대표 거취를 둘러싼 당내 갈등이 지속되면서 서울·충청권과 중도층에서 지지 이탈이 발생했다"면서도 "보수층과 영남권 핵심 지지층의 결집으로 소폭 하락에 그친 것으로 보인다"고 해석했다. 지역별로는  인천·경기에서 3.4%p, 부산·울산·경남에서 3.5%p, 대구·경북에서 3.9%p 올랐고, 대전·세종·충청에서 10.0%p, 광주·전라에서 8.9%p, 서울에서 6.7%p 내렸다.  이어 조국혁신당 3.7%, 개혁신당 2.8%, 진보당 1.5%로 집계됐다. 기타 정당은 2.1%, 무당층은 6.9%다. 두 조사는 모두 무선 100% 자동응답 방식으로 이뤄졌다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. the13ook@newspim.com 2026-06-29 08:41
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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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