빛으로 작동 ‘초방사 양자 엔진’ 세계 최초 구현

서울대 안경원 교수 연구팀

과학기술정보통신부는 안경원 서울대 물리천문학부 교수 연구팀이 빛으로 동작하는 초방사 양자 엔진을 세계 최초로 구현했다고 21일 밝혔다.

초방사는 양자역학적으로 질서 정연하게 구성·행동하는 원자들이 집단적으로 빛을 강하게 방출하는 현상이다. 초방사 양자 엔진은 방출된 빛의 압력으로 작동한다.

안경원 서울대 물리천문학부 교수.

엔진 동작을 위해선 순간적으로 초방사 현상을 켜고 끌 수 있어야 하는데 지금까지 그런 제어가 불가능했다. 과기부는 연구팀이 다수 원자들을 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩 상태로 만들고 양자 위상을 직접 제어하는 식으로 연구를 진행했다고 설명했다. 이 경우 초방사 현상을 빠르게 켜고 끌 수 있다.

과기부 개인기초연구사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 네이처 포토닉스에 게재됐다.

안 교수는 “이번 연구는 원자들의 양자 중첩 상태를 정밀하게 조절해 초방사 현상을 제어하는 기술 개발을 통해 엔진의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 길을 제시했다는 점에서 의의가 크다”고 말했다.