양자 현상은 물질 하나에 여러 소자가 겹쳐 있거나, 반대로 멀리 떨어져 있어도 서로 영향을 주고받는 양자 역학 특성이 나타나는 상태를 의미한다. 최근 김재용 한양대 물리학과 교수는 이 같은 양자 현상을 연구하기 위해 극한 조건에서의 압력과 온도, 자기장을 활용한 새로운 연구를 시도하고 있다.
두 개의 다이아몬드 사이에 시료를 넣어 수 만 기압 단위의 높은 압력을 가하고 동시에 레이저빔을 조사하여 수천도 이상의 고온을 발생시켜 극한조건에서 발현하는 새로운 물성을 연구하는 것이 대표적이다. 뿐만아니라 현대과학이 이용할 수 있는 극한영역인 초고압·초고자기장·극저온에서 발현하는 양자현상을 이해하고 이를 바탕으로 양자물질을 인공적으로 디자인하고 있다.
김 교수는 아울러 극한조건에서의 물성연구를 통해 다이아몬드를 능가하는 초강도 물질 개발, 초고압-초고온 상태에서 높은 에너지밀도를 갖는 신물질 발굴, 그리고 결정과 비정질을 기반으로하는 대용량 수소저장매체 발굴 들을 대상으로 연구를 수행하고 있다.
이러한 연구를 통하여 김 교수는 인류가 아직까지 시도하지 못하였던 극한의 영역에서 발현되는 양자현상을 이해함으로써 국내 양자물질·물성 분야의 기초연구에 도움이 되리라 기대하며 본 분야에서 차세대 인력양성 BK사업도 이끌어가고 있다.
양자 현상의 국내 최고 권위자로 꼽히는 김 교수는 2021년 제10회 아시아고압학회를 유치하며 국내 압력 관련 연구를 세계에 소개했다. 또 현재 과학기술정보통신부에서 지원하는 ‘우수연구자 교류 지원 사업’(BrainLink) 단장이자 한양대 고압연구소장을 맡고 있다. 김 교수는 이런 성과를 국제적으로 인정받아 지난 7월 영국 에든버러에서 열린 제28차 세계고압학회 학술총회에서 한국인 최초로 세계고압학회 이사로 선출되었다. 임기는 4년이다.
강경주 기자 qurasoha@hankyung.com