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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 10주만에 반등 [리얼미터] [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령의 국정 지지율이 10주 만에 소폭 반등해 34.8%를 기록했다는 여론조사 결과가 21일 나왔다.  리얼미터가 에너지경제신문 의뢰로 지난 14~18일 전국 18세 이상 유권자 2507명을 대상으로 실시해 이날 공개한 조사에 따르면, 이 대통령의 국정수행 긍정 평가는 전주보다 1.0%포인트(p) 오른 34.8%였다. 부정 평가는 0.1%p 오른 63.4%였다. 긍정·부정 평가 격차는 28.6%p로 오차범위 밖이었고, '잘 모름'은 1.8%였다. 이재명 대통령이 18일 청와대 영빈관에서 취임 후 7번째 기자회견을 진행하고 있다. 2026.09.18 [사진=청와대] 이 대통령 지지율을 권역별로 살펴보면, 가장 큰 상승폭을 보인 곳은 3.9%p오른 대전·세종·충청이었다. 부산·울산·경남은 3.2%p, 인천·경기는 2.2%p 올랐다. 다만 전남·광주·전북에서 4.1%p 하락했다. 연령대별로는 20대에서 5.4%p, 60대 2.9%p, 30대 2.8%p 순으로 올랐다. 40대는 2.3%p, 50대는 1.9%p 떨어졌다. 리얼미터는 "주 초에는 인사 검증 논란과 청문회 여파로 지지율 하락세가 이어졌다"며 "주 후반 대국민 기자회견을 통해 연임·공소 취소·파병 등 주요 정국 현안에 대한 입장을 밝히고 국정 쇄신 의지를 강조하면서 지지율이 상승세로 전환된 것으로 보인다"고 분석했다. 실제로 이 대통령 지지율 일간 흐름을 보면 지난 11일 32.6%였던 긍정 평가는 15일 32.9%로 소폭 상승했다. 당시는 성기홍 청와대 홍보소통수석이 이 대통령의 기자회견을 언론을 통해 예고한 날이기도 하다. 이후 이 대통령의 지지율은 지난 16일 32.1%로 떨어졌고, 기자회견 전날인 17일 35.3%, 기자회견 당일인 18일 37.2%로 올랐다. 지난 17~18일 전국 18세 이상 유권자 1003명을 대상으로 한 정당 지지도 조사에서는 더불어민주당이 40.2%, 국민의힘이 38.5%를 기록했다. 민주당은 전주보다 4.1%p 상승했고 국민의힘은 3.6%p 하락했다. 조국혁신당은 5.2%, 개혁신당은 1.9%, 진보당은 0.9%였다. 기타 정당은 2.4%, 무당층은 11.0%로 나타났다. 리얼미터는 민주당에 대해 "이 대통령의 기자회견을 통해 국정 현안에 대한 입장과 정책 메시지가 부각되면서 수도권과 청년층의 지지 결집으로 이어져 지지율 상승에 영향을 준 것으로 보인다"고 진단했다. 리얼미터는 국민의힘에 대해 "인사청문회를 둘러싼 여야 대치 과정에서 장외투쟁과 탄핵 언급 등 강경 대응을 이어갔다"면서 "그러나 이러한 대응이 지지층 결집으로 이어지지 못한 가운데 20·30대 청년층과 중도·보수층의 지지 이탈이 나타나면서 지지율이 하락한 것으로 보인다"고 해석했다. 두 조사는 모두 무선(100%) 자동응답 방식으로 진행됐다. 대통령 국정수행 평가 조사의 응답률은 4.1%, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±2.0%p다. 정당 지지도 조사의 응답률은 3.5%, 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.1%p다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. pcjay@newspim.com 2026-09-21 08:41
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한국 男농구, 일본 꺾고 금메달 [서울=뉴스핌] 남정훈 기자 = 아시안게임 남자농구 결승에서 처음 성사된 한일전의 승자는 대한민국이었다. 한국이 개최국 일본을 적지에서 꺾고 12년 만에 아시아 정상에 복귀했다. 니콜라이스 마줄스 감독이 이끄는 한국 남자농구대표팀은 20일 일본 나고야 아이치 인터내셔널 아레나에서 열린 2026 아이치·나고야 아시안게임 남자농구 결승에서 일본을 67-57로 제압했다. [나고야 로이터=뉴스핌] 한국 남자농구대표팀이 20일 일본 나고야 아이치 인터내셔널 아레나에서 열린 2026 아이치·나고야 아시안게임 남자농구 결승에서 일본을 67-57로 제압했다. 2026.09.20 wcn05002@newspim.com 한국은 2014 인천 대회 이후 12년 만이자 1970 방콕, 1982 뉴델리, 2002 부산, 2014 인천에 이어 통산 5번째 금메달을 목에 걸었다. 특히 2002 부산과 2014 인천에 이어 2026년 다시 우승하면서 최근 세 차례 정상 등극이 정확히 12년 간격으로 이어졌다. 이번 대회 일본과의 두 차례 맞대결도 모두 승리로 장식했다. 한국은 지난 13일 조별리그에서 일본을 100-83으로 완파한 데 이어 결승에서도 다시 개최국을 무너뜨렸다. 우승의 중심에는 이현중이 있었다. 이현중은 3점슛 5개를 포함해 27점 18리바운드 3어시스트 2스틸을 기록하며 결승 무대를 지배했다. 이정현도 14점 7어시스트로 힘을 보탰다. 출발은 쉽지 않았다. 한국은 이정현과 이현중을 앞세워 초반 11-5로 앞섰지만 이후 공격이 흔들리면서 일본에 흐름을 내줬고 1쿼터를 12-16으로 마쳤다. [나고야 로이터=뉴스핌] 한국 남자농구대표팀이 20일 일본 나고야 아이치 인터내셔널 아레나에서 열린 2026 아이치·나고야 아시안게임 남자농구 결승에서 일본을 67-57로 제압했다. 2026.09.20 wcn05002@newspim.com 2쿼터부터 반격했다. 최준용의 3점슛으로 공격의 물꼬를 텄고 이정현의 돌파와 이승현, 최준용의 앨리웁 플레이 등을 앞세워 추격했다. 변준형의 레이업까지 나오면서 한국은 전반을 28-28 동점으로 마쳤다. 승부처는 3쿼터였다. 전반 5점에 묶였던 이현중이 본격적으로 폭발했다. 스틸에 이은 속공 득점으로 기세를 올린 이현중은 일본 오가와 아쓰야에게 연속 3점슛을 허용해 38-39로 역전당하자 곧바로 외곽포로 응수했다. 이어 다시 3점슛을 꽂아 44-39를 만들며 분위기를 완전히 가져왔다. 한국은 이정현과 이우석의 외곽포, 장재석의 훅슛까지 더해 3쿼터를 55-47로 마쳤다. 마지막 10분도 한국의 시간이었다. 강한 수비로 4쿼터 초반 일본의 득점을 묶은 사이 이현중과 이정현이 착실하게 점수를 쌓았다. 한때 62-49, 13점 차까지 달아났다. 이현중은 종료 3분여를 남기고 공격 리바운드에 이은 득점까지 성공시키며 일본의 추격 의지를 꺾었다. [나고야 로이터=뉴스핌] 한국 남자농구대표팀이 20일 일본 나고야 아이치 인터내셔널 아레나에서 열린 2026 아이치·나고야 아시안게임 남자농구 결승에서 일본을 67-57로 제압했다. 2026.09.20 wcn05002@newspim.com 한국은 경기 전 예상치 못한 변수도 이겨냈다. 결승 당일 오전 별도 체육관에서 훈련할 예정이었지만 조직위원회가 배정한 버스가 숙소에 오지 않아 훈련 자체가 취소됐다. 계획에 차질이 생겼지만 선수들은 흔들리지 않았고 결국 코트에서 승리로 답했다. 64년 만에 아시안게임 남자농구 결승에 오른 일본은 안방에서 첫 우승에 도전했지만 한국의 벽을 넘지 못했다. 한국은 조별리그부터 결승까지 무패 행진으로 대회를 마무리했다. 그리고 부산에서 인천, 다시 나고야까지 12년마다 이어진 금빛 역사를 완성했다. wcn05002@newspim.com 2026-09-20 21:40
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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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