[뉴스토마토 이한승기자] 국내 연구팀이 독일 연구진과 함께 빛을 구성하는 근본입자인 광자들이 보이는 결맞음시간(Coherence time)의 다양성을 관측하는 데 성공했다. 향후 기존 광학기기의 분해능을 향상할 양자측정기기 등 정밀측정분야에 응용될 것으로 기대된다.
포항공과대학교 물리학과의 김윤호 교수(사진) 연구팀은 독일 프라이부르크 대학 이론연구진과 공동으로 이번 연구를 수행했다고 24일 밝혔다.
빛이 두 경로를 통과하는 시간 차이가 커지면 간섭현상이 점차 사라지는데 이 간섭현상이 유지되는 시간차를 결맞음시간이라고 한다.
이전에는 관측 조건과 무관하게 빛의 결맞음시간은 한가지 값을 갖는다고 알려져 있었다.
하지만 연구팀은 관측 조건에 따라 광자의 결맞음시간이 다양함을 실험적으로 발견해냈으며, 기존 정밀측정기기에 쓰이는 빛의 결맞음시간보다 더 짧은 결맞음시간이 존재함을 알아냈다.
빛의 간섭을 이용해 물체의 두께를 측정하는 경우 물체의 양쪽 표면에서 각각 발생하는 간섭신호를 서로 구분해야 하는데 결맞음시간이 긴 경우 각 표면에서의 간섭신호가 겹쳐 구분이 어렵다. 반대로 결맞음시간이 짧은 경우 각각의 신호가 겹치지 않아 정밀한 측정이 가능하다.
이번 연구결과는 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판 9월11일자에 게재됐다.
김윤호 교수는 "광자들이 보이는 결맞음시간의 다양성을 관측함으로써 광자의 양자역학적 특성을 규명했을 뿐만 아니라 양자측정기기 개발을 위한 필수적인 핵심원리를 제시한 것"이라고 말했다.
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