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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 37.4%[리얼미터] [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령의 국정수행 지지율이 8주 연속 하락하며 또다시 최저치를 경신한 37.4%로 7일 집계됐다. 7일 리얼미터가 에너지경제신문 의뢰로 지난달 31일부터 이달 4일까지 전국 18살 이상 유권자 2510명을 대상으로 조사한 결과, 이 대통령의 국정수행에 대한 긍정 평가는 지난주보다 1.5%포인트(p) 내린 37.4%였다. 부정 평가는 59.5%로 지난주보다 0.8%p 상승했고 긍·부정 격차는 22.1%p였다.  [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 지난달 13일 오전 청와대에서 제43차 수석 보좌관 회의를 주재하고 있다. [사진=청와대] 2026.08.14 photo@newspim.com 권역별로는 서울에서 긍정 평가가 전주보다 6.0%p 하락했다. 또 대구·경북(2.9%p), 인천·경기(2.3%p)에서도 하락했다. 반면 대전·세종·충청은 5.6%p 올랐다. 연령대별로는 30대와 60대에서 각각 4.9%p 떨어졌고 40대는 2.1%p, 70대 이상은 1.3%p 하락했다. 반면 50대에서는 3.1%p 올랐다. 리얼미터는 이 대통령 지지율 하락 요인에 대해 "2기 개각 장관 후보자들을 둘러싼 특혜와 공소 취소 의혹 등 인선 논란과 부동산 세제 개편안 유턴, 대통령 사법 리스크 관련 조국 발언 파장이 겹치면서 정부 인사·정책 신뢰도에 대한 부정적 여론이 확산됐다"고 분석했다. 지난 3~4일 전국 18살 이상 유권자 1001명을 대상으로 실시한 정당 지지도 조사에서는 더불어민주당 41.8%, 국민의힘 37.6%로 집계됐다. 양당 격차는 4.2%p로 오차범위 안 이다. 민주당은 지난 조사보다 1.3%p 빠졌고 국민의힘은 0.1%p 떨어졌다.  조국혁신당은 4.5%, 개혁신당은 2.3%, 진보당은 1.3%였다. 기타 정당 2.1%, 무당층 10.5%였다. 리얼미터는 민주당에 대해 "정부의 2기 개각 후보자 자질 논란과 조국혁신당과의 합당·연대 신경전, 지도부 윤리감찰을 둘러싼 당의 내홍이 겹치면서 지지율 하락 요인으로 작용한 것으로 보인다"고 진단했다. 리얼미터는 국민의힘에 대해 "정부 인사·정책 잡음에 대한 공세를 이어갔지만 반사이익을 충분히 얻지 못했다"며 "전주와 비슷한 수준에서 횡보했다"고 분석했다. 이번 조사는 무선(100%) 자동응답(ARS)방식의 임의 전화걸기로 진행됐다. 대통령 국정수행 평가 조사 응답률은 4.2%, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±2.0%p다. 정당 지지도 조사의 응답률은 3.8%, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.1%p다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지에서 확인할 수 있다. pcjay@newspim.com 2026-09-07 08:49
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서울도보해설관광 야간 코스 개편 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울시는 관광객이 밤까지 서울에 머물며 주변 상권과 다양한 관광 콘텐츠를 경험할 수 있도록 '서울도보해설관광' 야간 코스를 개편했다고 7일 밝혔다. 이번 개편으로 기존 9개 코스에 '남산 성곽'이 추가돼 10개로 늘어나고, 5월에서 10월까지던 운영 기간도 3월 중순에서 11월 중순까지로 늘어난다. 관광객들은 남산, 낙산성곽, 덕수궁 등 주요 명소를 도보로 탐방하면서 문화관광해설사의 이야기를 들을 수 있다. 마지막 해설 시작 시간은 기존 오후 7시에서 8시로 늦추고, 금요일에는 일부 코스에서 밤 9시 특별 투어도 운영한다. 남산 야간 신규 코스 [자료=서울시] 서울시는 도보관광과 지역명소·상권을 촘촘히 연결해 체류시간과 동선을 확장하고, 이를 통해 현재 추진 중인 '24시간 활력경제도시 서울'의 선순환 효과도 노리고 있다. '24시간 활력경제도시 서울'이 지향하는 야간경제는 시민에게 문화·체육·여가를 즐길 수 있는 풍요로운 저녁을, 관광객에게는 서울에 더 오래 머물 이유를 제공해 그 활력을 골목상권과 소상공인 매출로 연결하는 전략이다. 새로 추가된 남산 성곽 야간 코스는 약 60분 동안 2.06km를 걸으며 서울의 아름다운 경관과 역사적 매력을 경험할 수 있도록 설계됐다. 이 코스는 소월시비 정원 인근 남산 하늘숲길에서 시작해 주요 명소를 돌아본 후 팔각정에서 마무리된다. 해설 종료 후에는 팔각정과 남대문 시장을 연결해 관광객이 시장의 길거리 음식을 즐길 수 있도록 했다. 또 금요일 밤 9시에 출발하는 특별코스가 신설돼 관광객들은 늦은 시간에도 서울의 매력을 만끽할 수 있다. 지역 상권과의 연결성을 강화하며 관광 후 식도락과 문화 체험을 할 수 있도록 동선 개선에도 주력하고 있다고 시는 덧붙였다. 서울도보해설관광은 공식 누리집을 통해 예약할 수 있으며, 최소 3일 전에 희망 날짜와 시간대를 선택해 예약할 수 있다. 조성호 관광체육국장은 "신규 코스를 개설하고 운영 시간도 확대하는 등 서울도보해설관광을 업그레이드 했다"며 "이외에도 서울의 밤을 제대로 느껴보고 즐길 수 있도록 다양한 관광문화 정책들을 개발·추진해 나가도록 하겠다"고 전했다. kh99@newspim.com 2026-09-07 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.
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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