방준혁 스핀공학물리연구팀, 기존보다 낮은 온도서 물질의 상태변화 원리 규명
라면을 끓일 때 분말스프를 먼저 넣으면 물이 빨리 끓는다는 사실은 많이 알려져 있습니다. 또는 높은 산에 올라갈 경우에도 물이 빨리 끓죠. 새로운 용질이 섞이거나, 기압이 낮아져 물의 끓는점에 영향을 주기 때문입니다.
물의 끓는점은 100℃, 철의 녹는점은 1535℃ 등 각 물질은 고유의 상태변화 온도를 가지고 있는데요. KBSI의 연구팀이 상태변화 원리가 입증해 소재공정 신기술 개발 등 관련연구가 활발해질 전망입니다.
주인공은 방준혁 스핀공학물리 박사 연구팀인데요. 물질들의 기존 상태변화 온도보다 낮은 온도에서 상태변화가 일어나는 '저온 비열적 상전이현상'을 이론적으로 규명했습니다.
저온 비열적 상전이는 물질을 이루는 원자와 전자 사이의 상호작용의 변화로 일어나는데요. 그 동안은 전자의동역학(動力學)적 특성과 전자들이 원자의 결합구조에 미치는 영향을 정확히 기술하는 이론적 방법론이 없어 구체적인 연구가 이뤄지지 못했습니다.
방준혁 박사 연구팀은 전자와 원자들의 동역학적 특성을 시뮬레이션 하는 방법을 개발해, 짧은 파장의 레이저를 쏠 경우 물질 내 전자들의 에너지가 높아져 저온 비열적 상전이 현상이 일어나는 것을 확인했습니다.
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