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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]  

[뉴스핌 베스트 기사]

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프로야구 삼성, 12년 만에 한국시리즈 우승 *AI를 활용해 정리한 경기 내용입니다. 상단의 'AI MY 뉴스' 로그인을 통해 뉴스핌의 차세대 AI 콘텐츠 서비스를 활용해보기 바랍니다. [서울=뉴스핌] 유다연 기자=12년의 기다림이 끝났다. 삼성이 정규시즌 1위 KT 위즈를 꺾고 2014년 이후 12년 만에 한국시리즈(KS·7전 4선승제) 정상에 복귀했다. 삼성은 8일 대구삼성라이온즈파크에서 열린 KT와의 2026 KBO KS 5차전에서 12-1로 대승을 거뒀다. [서울=뉴스핌] 유다연 기자= 삼성 라이온즈가 8일 대구 삼성라이온즈파크에서 열린 2026 KBO 한국시리즈 5차전에서 12-1로 이겼다. 이날 우승으로 삼성은 12년 만에 KS 정상자리에 올랐다. 그래픽은 독자의 이해를 돕기 위해 삼성 선수들 사진과 함께 만든 AI그래픽. (명령어: 삼성 라이온즈 12년 만의 우승을 AI그래픽으로 제작해줘.)[사진=삼성 라이온즈][그래픽=챗 GPT] 2026.11.08 willowdy@newspim.com 지난 3일 수원에서 열린 1차전에서 7-8로 패했던 삼성은 2차전 연장 12회 혈투 끝에 승리하며 시리즈 균형을 맞췄다. 이후 안방에서 열린 3~5차전을 모두 쓸어 담으며 시리즈 전적 4승 1패로 우승을 확정했다. 이로써 삼성은 2002년, 2005년, 2006년, 2011~2014년에 이어 통산 8번째 KS 우승을 차지했다. 1985년 전·후기 통합우승까지 포함하면 구단 통산 9번째 우승이다. 특히 정규시즌 2위였던 삼성은 1위 KT를 제압하면서 2018년 SK(현 SSG) 이후 8년 만에 '업셋 우승'을 달성했다. 반면 KT는 2021년 창단 첫 통합우승 이후 5년 만에 두 번째 통합우승을 노렸으나 삼성의 기세를 넘지 못했다. 삼성의 주장 구자욱은 KS 최우수선수(MVP)에 선정되며 우승의 기쁨을 더했다. [서울=뉴스핌] 삼성 구자욱이 8일 대구 삼성 라이온즈파크에서 열린 KT와 2026 KBO 한국시리즈 5차전 득점을 기록해 포효하고 있다. [사진=삼성 라이온즈] 2026.11.08 willowdy@newspim.com 이날 선취점은 KT의 몫이었다. KT는 2회초 1사 1, 2루 기회를 놓쳤지만 3회초 선제점을 뽑아냈다. 선두타자 한승택이 유격수를 맞고 외야로 빠져나가는 안타로 출루했고, 권동진의 좌중간 안타와 최원준의 희생번트를 묶어 1사 2, 3루 기회를 잡았다. 이어 장진혁이 중견수 희생플라이를 날려 1-0으로 앞서갔다. 하지만 삼성은 곧바로 승부를 뒤집었다. 3회말 1사 후 김지찬이 스트레이트 볼넷으로 출루했다. 2사 후 타석에 들어선 구자욱이 우익선상 1타점 2루타를 터뜨리며 1-1 동점을 만들었다. 이어 르윈 디아즈가 오른쪽 담장을 직격하는 1타점 적시타를 날려 2-1로 역전했다. 계속된 공격에서 최형우의 우전 안타로 기회를 이어간 삼성은 김영웅의 좌중간 적시타까지 터지면서 3-1로 달아났다. 디아즈의 적시타는 이날 결승타가 됐다. KT는 4회초 1사 2루, 5회초 1사 1, 2루 기회를 잡았지만 후속타 불발로 추격에 실패했다. 위기를 넘긴 삼성은 5회말 타선이 폭발하며 사실상 승부를 결정지었다. 삼성은 5회말 박승규가 상대 유격수의 포구 실책으로 출루하며 공격의 물꼬를 텄다. 이후 구자욱의 우전 안타로 1사 1, 2루 기회를 잡았다. 디아즈가 3루수 뜬공으로 물러났지만 최형우가 우익선상 1타점 적시타를 날리며 4-1로 달아났다. 이어 김영웅의 타구가 상대 2루수의 몸을 맞고 굴절되면서 내야안타가 됐고, 2루 주자 구자욱이 홈을 밟아 5-1을 만들었다. [서울=뉴스핌] 삼성 강민호가 8일 대구 삼성라이온즈파크에서 열린 KT와 2026 KBO KS 5차전에서 적시타를 기록 후 환호하고 있다. [사진=삼성 라이온즈] 2026.11.08 willowdy@newspim.com 삼성의 공세는 멈추지 않았다. 이재현이 좌익선상 1타점 2루타를 터뜨리며 점수 차를 5점으로 벌렸다. KT는 류지혁을 자동 고의4구로 내보내며 만루 작전을 선택했다. 그러나 수비 실책이 뼈아팠다. 강민호가 2루수 앞으로 병살타성 땅볼을 쳤지만 KT의 2루수와 유격수 사이에서 송구와 포구가 제대로 이뤄지지 않았다. 그 사이 주자 2명이 홈을 밟으며 점수는 8-1까지 벌어졌다. 기세가 오른 삼성은 계속된 1, 3루에서 김지찬이 우중간을 가르는 2타점 3루타를 터뜨려 두 자릿수 득점을 완성했다. 이어 상대 투수 손동현의 폭투로 1점을 추가했다. 삼성은 5회말에만 8점을 몰아치며 11-1로 달아났다. 반면 KT는 연이은 수비 실책과 마운드 붕괴로 추격 동력을 잃었다. 삼성은 8회말에도 추가점을 뽑았다. 박승규의 투수 오른쪽 내야안타와 구자욱의 중전 안타로 만든 1사 1, 3루에서 김영웅의 타구가 유격수 권동진의 몸을 맞고 외야로 빠져나가면서 12-1을 만들었다. 이 과정에서 타구에 맞은 권동진은 구급차로 이송됐다. 마운드에서는 선발 원태인과 크리스 페덱이 KT 타선을 1점으로 묶으며 우승을 합작했다. [서울=뉴스핌] 삼성 원태인과 강민호가 8일 대구 삼성 라이온즈파크에서 열린 2026 KBO KS 5차전에서 마운드를 내려오며 대화하고 있다. [사진=삼성 라이온즈] 2026.11.08 willowdy@newspim.com 원태인은 5이닝 동안 4피안타 2사사구 5탈삼진 1실점을 기록하며 승리투수가 됐다. 3회 선취점을 허용했지만 추가 실점 없이 5회까지 마운드를 지키며 팀의 역전승에 발판을 마련했다. 삼성은 6회부터 선발 자원인 페덱을 투입하며 굳히기에 나섰다. 페덱은 4이닝 동안 안타와 사사구를 단 한 개도 허용하지 않는 퍼펙트 투구를 펼쳤다. 탈삼진 4개를 곁들이며 KT의 반격을 원천 봉쇄하고 우승을 확정했다. 반면 KT 선발 데이비스 대니엘은 3이닝 5피안타 2사사구 4탈삼진 3실점으로 패전투수가 됐다. 뒤이어 등판한 고영표도 1.1이닝 5피안타 1사사구 1탈삼진 8실점(2자책점)으로 무너지면서 팀의 패배를 막지 못했다. 정규시즌 1위로 KS에 직행했던 KT는 1차전 승리 이후 4연패를 당하며 안방에서 우승 트로피를 들어 올리겠다는 목표를 이루지 못했다. 반면 정규시즌 2위로 플레이오프부터 가을야구를 시작한 삼성은 KIA를 꺾고 KS에 진출한 데 이어 KT까지 제압했다. 12년 만에 다시 정상에 오른 삼성은 대구 홈팬들 앞에서 통산 9번째 우승의 기쁨을 만끽했다. *위 내용은 생성형 AI로 작성한 경기 상보 [명령어 : 11월 8일 대구 KT-삼성 KS 5차전 경기 내용을 정리해줘=CHAT GPT] willowdy@newspim.com 2026-11-08 17:21
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엔비디아 '젠슨 황 장녀' 방한 돌연 취소? [서울=뉴스핌] 백승은 기자 = 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)의 장녀 매디슨 황 엔비디아 수석이사가 한국 방문 계획을 돌연 취소했다. 9일 IT업계에 따르면 매디슨 황 엔비디아 옴니버스·로보틱스 제품 마케팅 수석이사는 방한 일정을 취소했다. 단 구체적인 사유는 공개되지 않았다. 지난 8월 LG 데이터팩토리를 방문한 매디슨 황 엔비디아 수석이사 [사진=뉴스핌DB] 이번 방한은 9~10일 열리는 '엔비디아 AI 데이 서울 2026' 행사에 참석하기 위함이었다. 그렇지만 방한 일정이 취소되며 배경훈 부총리 겸 과학기술정보통신부 장관과의 면담 등 국내 주요 일정이 모두 무산됐다. 단 행사는 예정대로 진행된다. 국내 기업 협력 행사에는 엔비디아의 다른 임원이 대신 참석할 예정이다. 업계에서는 젠슨 황 CEO 주변 인물의 '중국 스파이' 연루 의혹이 방한 취소에 영향을 미친 게 아니냐는 관측이 제기된다.  100wins@newspim.com 2026-11-08 11:39
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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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