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'이론'통합검색 결과 입니다. (6건)

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양자역학-상대성이론 '시·공간 불일치' 100년만에 풀리나

현대 물리의 두 축인 양자역학과 상대성이론은 공간과 시간에 대한 관점이 서로 다르다. 이는 양자역학이 태동된 1905년부터 100년 간이나 지속돼왔다. 양자역학의 핵심은 얽힘과 중첩현상인데, 이를 공간적인 측면에서 '양자상태(Quantum State)'를 정의한다. 시간 개념은 그저 흘러가는 변화의 '과정'(채널)으로 남겨 놨을 뿐 과학적 규명은 이루어지지 않았다. 반면 상대성이론은 공간과 시간을 '시공간'으로 묶어 4차원 구조로 풀이한다. 한-중 연구진이 이 같은 양자역학과 상대성이론 간 시간 및 공간 불일치를 해결할 새로운 이론적 틀을 제시했다. UNIST는 물리학과 이석형 교수(32)가 시간 상에서 일어나는 양자역학적 동역학 전체를 하나의 거대한 '양자상태'로 다루는 새로운 이론을 정립해 '피지컬 리뷰 레터스(PRL)'저널에 게재했다고 22일 밝혔다. 이 연구에는 중국 하이난대학교 수리통계학과의 제임스 풀우드(James Fullwood)교수가 교신저자로 참여했다. 기존의 양자이론에서 공간상의 상관관계는 양자상태를 이용해서, 시간상의 상관관계는 양자채널을 이용해서 기술하는 것이 일반적이었다. 양자상태는 양자계의 관측 확률을 결정하는 수학적 연산자를 말한다. 그러나 이러한 시공간 사이의 비대칭은 고전 확률이론에는 존재하지 않는 양자이론만의 고유한 특징으로 여겨졌다. 그러나 상대성이론과 양자이론의 완전한 결합을 통해 시공간의 양자화를 목표로 하는 근본 물리학적인 관점에서는 상당한 문제로 여겨져 왔다. 이러한 표면상의 비대칭을 극복하고 시공간상의 양자 상관관계를 통일된 이론체계로 기술하려고 하는 접근법이 '시간상의 양자상태(Quantum State Over Time; QSOT)'다. 최근 시간상의 양자상태 이론 체계는 많은 연구자의 관심을 받으며 개발되고 있다. 지난 2023년 UNIST 이석형 교수와 난양공대(NTU) 넬리 응( Nelly Ng) 교수에 의해 두 시점 사이의 양자 동역학에 대해서는 유일한 기술 방법이 존재함이 증명돼 이론이 정립된 바도 있다. 그러나 이러한 이론 체계의 유일성이 다시점(multipartite)상으로는 확장되지 않는 문제가 있었으며, 이는 여러 단계 동안 유지되는 동역학의 기술에 큰 장애로 여겨졌다. 이번 연구에서 이석형 교수와 제임스 풀우드 교수는 시간상의 양자상태 이론체계를 중첩과 얽힘이 나타나는 2개의 시점을 넘어선 다시점으로 유일하게 확장하기 위해서 필요한 근본적인 공리 2가지를 제시하고 그러한 확장이 유일함을 수학적으로 증명했다. 이 교수의 이론 틀의 주 개념은 '시간 위의 다자 양자상태(multipartite quantum states over time)'다. 여러 시점에 걸쳐 일어나는 양자 과정을 모두 하나의 거대한 양자상태로 묶어 표현하는 방식이다. 이를 통해 공간적으로 떨어진 계뿐 아니라 시간적으로 떨어진 계도 동일한 수학 구조에서 다뤘다. 여기서 공리 2가지는 중간 시점을 잊어도 모순이 없어야 한다는 것과 시간은 단계별로 이어져야 한다는 전제다. 그렇게 유일성이 증명된 확장법은 주어진 양자 동역학이 메모리 효과가 없는(무기억) 마르코브 과정일 때, 그 표현이 되는 시간상의 양자상태 역시 매 단계가 수학적으로 분리되는 양자 마르코브 체인(quantum Markov chain)의 형태가 되어야 함을 증명했다. 마르코브 과정은 매 단계마다 직전 단계 이전의 단계의 상태와 독립적으로 일어나는 과정이다. 마르코브는 '미래는 현재만 알면 충분하고, 과거의 자세한 정보는 더 이상 필요없다'는 것이고, 여기서 마무코브 체인은 양자 상태가 확률만 있는 것이 아니라 중첩, 위상, 얽힘과 같은 성질도 포함되어 있다는 것이다. 이 교수는 "서로 다른 언어로 쓰여 왔던 공간상의 양자'상태'와 시간상의 양자 '과정'을 하나의 통일된 수학 언어로 기술한 것"이라고 설명했다. 기존 이론처럼 복잡한 가정을 덧붙이기보다 물리적으로 자연스러운 두 가지 직관적 가정만을 세우고, 이 두 조건들을 동시에 만족하는 시간 양자상태의 수학적 구조가 유일하게 정해진다는 점을 했다. 연구진이 제시한 시간 양자상태가, 주어진 물리적 조건에서는 유일한 '정답' 이란 뜻이다. 새롭게 정립된 시간 위의 다자 양자상태는 커크우드-디랙(Kirkwood-Dirac) 준확률분포와 일대일로 대응한다는 점도 증명됐다. 시간 양자 상태 현상을 퀀텀 스냅샷과 같은 최신 측정 기술로 실제 관찰할 수 있게 되는 것이다. 준확률분포는 양자역학 특유의 양자중첩이나 얽힘을 설명하기 위해 도입된 양수가 아닌 음수나 복소수 값을 가질 수 있도록 일반화된 확률을 말한다. 이 교수는 "이 이론은 시간상의 양자상태의 마르코브적 확장을 수학적으로 특징화하는 것으로 기존의 과정 텐서를 이용한 양자 마르코브 체인의 정의를 획기적으로 단순화할 수 있게 되었다"며 "나아가 양자계의 연속적인 모니터링과 같은 약한 측정(weak measurement)에서의 간소화된 수학적 표현이 가능하다"고 설명했다. "양자이론에서 시간과 공간 통합 체계 구축에 큰 도움 줄 것" 이 교수는 또 "이러한 실용적인 응용 외에도 물리학의 근본적인 문제 중 하나인 양자역학과 상대성이론의 완전한 결합을 위해 필요한 시공간의 양자화로 나아가기 위한 첫 걸음 중 하나인 시간과 공간의 통합된 양자 이론 체계 구축에 큰 도움을 줄 것"으로 기대했다. 한편 이번 연구가 실린 PRL은 네이처, 사이언스 저널에 실리면 뉴스에 나지만, PRL에 실리면 물리학 교과서가 바뀐다는 말이 있을 정도의 물리학계 저명 저널이다. 실제 1995년부터 2017년까지 노벨 물리학상 수상 업적의 4분의 1 이상(약 28.5%)이 이 저널에 게재된 논문을 토대로 한다는 연구 통계 사이트 분석도 있다. 단일 저널로 노벨 물리학상 수상 업적이 가장 많이 실렸으며, 네이처(4.7%), 사이언스(5.6%)를 압도한다.

2025.12.22 08:00박희범

[이정규 칼럼] 변화의 네트워크에서 겸손의 힘을 배우다

어린 시절 골목에서 개미를 관찰하던 기억이 납니다. 작은 개미 한 마리가 먹이를 물고 장애물을 피해 움직입니다. 잠깐만 손을 움직이면 그 길을 막을 수 있을 것 같지만, 개미는 그런 인간의 존재에 대해 신경 쓰지 않고 자기 일을 계속합니다. 이 경험은 의외로 우리 비즈니스 환경을 떠올리게 합니다. 업무가 시스템으로 자동화되고, 데이터로 의사결정이 더 빨라질수록 우리는 쉽게 모든 것을 통제하고 있다고 착각합니다. 하지만 프랑스의 인류학자 브루노 라투르의 '행위자 네트워크 이론(ANT)'은 관점을 바꿔줍니다. 세상은 인간만의 무대가 아닙니다. 조직 내의 시스템, 데이터, 하드웨어, 정책까지 모든 것이 서로 영향을 주고받는 '행위자'이며, 우리는 수많은 연결고리의 한 부분일 뿐입니다. 예를 들어, 우리가 소비하는 커피 한 잔, 사용하는 IT 기기 하나가 수많은 환경과 연결되어 있습니다. 플라스틱 컵 하나가 바다와 해양 생태계, 그리고 다시 우리의 건강에 영향을 미치는 것처럼, 우리는 보이지 않는 네트워크 안에서 늘 상호작용하고 있습니다. 우리 비즈니스의 결정 역시 다양한 이해관계자의 작은 변화에 따라 흔들릴 수밖에 없다는 사실을 자주 잊고 살아갑니다. 철학자 질 들뢰즈의 '리좀(Rhizome)' 개념은 이런 네트워크의 특성을 더 잘 설명합니다. 들뢰즈는 나무처럼 줄기와 가지가 뻗어 나가는 위계적 구조 대신, 땅속에서 사방으로 연결되는 뿌리, 즉 리좀을 이야기합니다. 현대 기업도 더 이상 단일 축의 위계 조직이 아닙니다. 부서와 개인, 프리랜서, 협력 기업, 그 모두가 실시간으로 수평적이고 유동적인 연결을 이룹니다. 내가 맺는 하나의 거래, 하나의 말이 조직 전체에 파동을 일으키는 시대가 된 것입니다. 생태 신학자 토마스 베리의 '우주 이야기(The Universe Story)'는 이러한 연결의 의미를 확장해줍니다. 그는 인간을 우주의 '조율자'이자 '동행자'로 봅니다. 기업 경영 역시 마찬가지입니다. 조직 내외의 다양한 요소와 이해관계자를 존중하고, 장기적 관점에서 조화롭게 경영해야 진짜 지속 가능성을 이어갈 수 있습니다. 라투르의 네트워크, 들뢰즈의 리좀, 베리의 우주 서사 모두 “너는 혼자가 아니다”라고 말합니다. 환경 파괴, 경제 위기, 사회적 갈등, 이 모든 문제는 우리가 네트워크의 중심이라는 착각에서 비롯됩니다. 인간(혹은 조직)이 절대적 통제권을 가진 신처럼 행동하는 순간, 시스템의 균형은 깨집니다. 겸손은 이런 균형을 회복하는 첫걸음입니다. 실무 현장에서, 그리고 경영 결단의 자리에서 '겸손'은 단순한 미덕이 아니라 지속 가능한 성장을 위한 전략입니다. IT전문가에게 청지기 정신(Stewardship)은 자원을 책임감 있게 관리할 뿐 아니라, 그 자원을 둘러싼 관계를 먼저 존중하는 태도에서 시작됩니다. 조직도, 시장도, 자연도 내 통제를 벗어나는 요소로 가득합니다. 내가 한 결정, 내가 던진 한마디가 생각보다 더 많은 변화와 흔들림을 일으킵니다. 그래서 우리는 늘 스스로를 중심에 두기보다, 거대한 네트워크의 일부임을 자각하는 겸손이 필요합니다. 이런 마음으로, 자녀에게 이런 이야기를 들려주고 싶습니다. “얘야, 꼭 기억해라. 너는 결코 다른 사람보다 탁월하지 않단다. 네가 세상의 일부인 것처럼, 다른 이들도 똑같이 소중한 존재란다. 세상은 너 없이 불완전하지만, 너만으로도 완성되는 것이 아니란다.” 비즈니스에서든 삶에서든, 우리가 네트워크의 고리를 조금만 더 깊이 바라본다면, 더 나은 미래의 가능성도 함께 찾아지지 않을까요? 우리는 정말 이 복잡한 네트워크 세계의 목소리를, 제대로 듣고 살아가고 있는 걸까요?

2025.10.28 14:06이정규

빛의 속도로 움직이는 물체, 카메라로 찍었다

과학자들이 초고속 레이저 펄스와 특수 카메라를 사용해 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 무시하는 듯한 광학 현상을 시뮬레이션하는 데 성공했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 12일(현지시간) 보도했다. 1905년 발표된 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 움직이는 물체는 이동 방향으로 짧아 보인다. 이를 '로렌츠 수축(Lorentz contraction)'이라고도 부른다. 이 현상은 입자 가속기 실험을 통해 접적으로 확인된 바 있다. 하지만 1959년 수학자 로저 펜로즈와 물리학자 제임스 테렐은 다른 해석을 제시했다. 그들은 “카메라를 든 관찰자가 실제로 찌그러진 물체를 전혀 보지 못할 것”이라며, “물체의 각 부분에서 나온 빛이 카메라에 도달하는 데 걸리는 시간이 다르기 때문에 물체가 회전된 것처럼 보일 것”이라고 주장했다. 이는 '테렐-펜로즈 효과(Terrell–Penrose effect)'라고 불린다. 오스트리아 빈 공과대학 양자 물리학자 도미니크 호르노프 연구진은 이 착시효과를 실험실 환경에서 구현하는 데 성공했다. 과거에도 이 착시 현상을 이용한 실험을 진행한 적 있지만, 실험실 환경에서 구현한 것은 이번이 처음이다. 이번 연구 결과는 학술지 '커뮤니케이션즈 피직스(Communications Physics)'에 발표됐다. 연구진은 초고속 레이저 펄스와 특수 게이트 카메라를 사용해 빛의 속도로 움직이는 정육면체와 회전하는 구의 스냅샷을 생성했다. 문제는 실제로 어떤 물체도 빛의 속도에 근접하게 움직일 수 없다는 점이다. 이를 해결하기 위해 연구진은 한 면이 약 1m인 정육면체를 사용해 길이 300피코초(피코초, 1조분의 1초)에 불과한 초단 레이저 펄스를 물체에 쏘았다. 그 후 레이저 발사 순간에 게이트 카메라로 반사된 빛을 포착해 그 때마다 얇은 '단면(slice)' 이미지를 생성했다. 연구진은 각 단면 이미지를 촬영할 때마다 정육면제를 4.8cm씩 이동시켰다. 이는 레이저 펄스 간의 지연 시간 동안 물체가 빛의 속도의 80%로 움직이는 거리다. 연구진들은 이렇게 얻은 수많은 단면 이미지를 결합해 정육면체를 실제로 움직이지 않고 엄청난 속도로 움직이는 스냅샷을 얻었다. "해당 논문 제1저자 도미니크 호르노프는 "모든 단면을 합치면, 물체가 전혀 움직이지 않았는데도 엄청나게 빠르게 질주하는 것처럼 보인다"며, "결국 그건 그저 기하학일 뿐"이라고 설명했다. 그들은 이후 동그란 구를 이용해 이 실험을 반복했다. 매 단계마다 약 6cm씩 움직여 빛의 속도의 99.9%에 육박하는 수준을 구현했다. 두 이미지를 결합하자 정육면체는 회전한 것처럼 보였고 구는 마치 측면을 들여다보는 듯한 착시를 만들어냈다. 호노프는 “이 회전은 실제 물리 현상이 아니라, 빛이 카메라에 도달하는 시간 차로 인해 생기는 시각적 착시입니다. 빛의 도달 타이밍이 우리 눈을 속이는 것이다"고 밝혔다. 이처럼 테렐–펜로즈 효과는 아인슈타인의 이론을 부정하지 않는다. 빠르게 움직이는 물체는 실제로 이동 방향을 따라 물리적으로 수축하지만, 카메라나 관찰자는 그 모습을 직접 볼 수 없다. 이는 뒤쪽에서 오는 빛이 앞쪽에서 오는 빛보다 늦게 도달해, 스냅샷이 물체가 살짝 회전한 듯 보이도록 만들기 때문이라고 해당 매체는 전했다.

2025.10.13 13:59이정현

미니쉬테크놀로지, 새 수료생 31명 배출

헬스테크 기업 미니쉬테크놀로지는 외국인 치과의사를 위한 제14회 미니쉬코스 글로벌을 통해 수료생 31명을 배출했다고 22일 밝혔다. 수료생은 일본 24명, 미국 1명, 싱가포르 1명, 한국 5명으로 누적 수료생은 320명이다. 미니쉬코스는 치아복구 솔루션인 미니쉬를 활용한 치료를 하려면 반드시 수료해야 하는 교육과정이다. 생체모방이론를 기반으로 손상된 치아를 원래 건강한 상태로 복구하는 미니쉬 치료의 이론 교육과 ▲프렙 ▲스캔 ▲본딩 ▲교합 ▲세팅 실습 ▲원데이 라이브 시술 등의 실습을 한다. 9월 18일부터 20일까지 3일간 서울 강남구 미니쉬치과병원에서 진행됐다. 수료생들은 임상 숙련도 및 자격심사, 병원 시설 실사를 거쳐 미니쉬프로바이더(MINISH Provider)에 가입할 수 있다. 9월 현재 미니쉬프로바이더 치과는 한국 43곳, 일본 29곳, 미국1곳, 캐나다 1곳, 베트남 1곳 등 총 75곳이다. 15회 미니쉬코스는 미국 현지 치과의사를 대상으로 처음 열리는 교육과정이다. 10월 24일부터 26일까지 미국 캘리포니아주 오렌지카운티 비타 노스 아메리카(VITA North America) 교육장에서 진행된다. 미니쉬테크놀로지 관계자는 “전체 수료생 320명 중 21%인 67명이 일본인 치과의사일 만큼 일본 내 관심과 프로바이더 증가 속도가 빠르다”며 “미국 역시 10월 교육과정을 계기로 프로바이더가 본격적으로 늘어날 전망”이라고 말했다.

2025.09.22 16:00백봉삼

롯데웰푸드 브랜드 메시지 담은 영화 '식사이론' 개봉

롯데웰푸드가 브랜드 메시지를 담은 코미디 영화 '식사이론'을 제작해 20일 롯데시네마에서 단독 개봉한다고 이날 밝혔다. 이 작품은 헬스&웰니스 간편식 브랜드 '식사이론'의 세계관에 B급 감성과 오피스 판타지 설정을 더한 코미디로, 음식과 인간의 관계를 독특하게 풀어내며 관객에게 재미와 브랜드 메시지를 동시에 전달하는 것이 특징이다. '식사이론'은 10년간 존재감 없이 살아온 직장인 경수가 전설의 치킨 레시피를 손에 넣으며 벌어지는 황당한 사건들을 다룬다. 경수의 짝사랑 상대 유진, 상사 승호 등이 출연한다. 연출은 드라마 술꾼도시여자들2, 산후조리원 등을 담당한 박수원 감독이 맡았으며, 영화 파묘, 신과함께 제작진이 참여해 완성도를 높였다. 롯데웰푸드는 이번 개봉을 단순 상영을 넘어 체험형 상영 방식으로 기획했다. 영화 속 브랜드 제품과 연계한 ▲숯불치킨 갈비맛 팝콘 ▲숯불갈비양념 치킨 ▲동파육 청경채 군만두 등 스위트샵 전용 신메뉴 3종을 출시해 관객이 영화를 보면서 '먹는 재미'까지 함께 즐길 수 있도록 했다. '식사이론'은 단순 홍보 영상이 아닌 극장 개봉작으로 제작된 점에서 식품업계에서 이례적인 사례로 꼽힌다. 롯데웰푸드는 앞으로도 헬스&웰니스 간편식 수요 증가, 집밥 트렌드 확산에 맞춰 브랜드 카테고리를 확장하고 신제품을 지속 선보일 계획이다. 롯데웰푸드 관계자는 “영화를 통해 브랜드 메시지를 자연스럽게 전달하는 동시에, 극장에서 오감 만족 경험을 제공하겠다”고 말했다.

2025.08.20 14:45류승현

KISTI, 슈퍼컴 6호기 명칭 공모…22일까지

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 대규모 고정밀 과학·공학 계산과 초거대 인공지능(AI) 분야를 폭넓게 지원할 '국가 슈퍼컴퓨터 6호기' 명칭을 공모한다. 공모 기간은 11일부터 오는 22일까지다. 6호기는 최신 중앙처리장치(CPU) 9천 936개, 연산가속기(GPU) 8천 496개 등을 탑재했다. 614페타플롭스(PF, 1초당 1천조번 연산) 이론성능을 갖출 예정이다. 공모는 슈퍼컴퓨터를 활용하는 산·학·연 연구자뿐 아니라 일반 국민 누구나 참여할 수 있다. 현재 운영 중인 국가 슈퍼컴퓨터 5호기 명칭은 '누리온(Nurion)'이다. 온 국민이 다함께 누리는 국가 슈퍼컴퓨터를 뜻한다. 또 3호기는 노벨(Nobel), 4호기는 가이아(Gaia) & 타키온(Tachyon)이었다. 공모는 '국가 슈퍼컴퓨터 6호기' 국·영문 명칭과 그 의미를 함께 제출하는 방식으로 진행한다. 선발 기준은 ▲대중 친화성(기억용이성, 발음 편의성, 30점) ▲창의성(참신성, 독창성, 상상력, 40점) ▲상징성(6호기의 정체성과 가치 반영도, 30점) 등이다. 공모 결과는 29일 KISTI 홈페이지를 통해 발표한다. 대상작(1순위)은 '국가 슈퍼컴퓨터 6호기' 공식 명칭으로 채택되고 상금 100만 원이 수여된다. 최우수작(2순위)과 우수작(3순위)에는 각각 50만 원과 30만 원의 상금이 수여된다.

2025.08.11 11:56박희범

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