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2026-03-20 (금)

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[퓨처 Eyes(87)] AI, 의식을 논하다⋯SF 상상에서 현실의 질문으로

인간이 아니면서도 '스스로 결정하는 능력'을 가진 인공지능(AI)에 의식이 있다고 보아야 하는가? 인간을 진정으로 인간답게 만드는 것이 무엇인지를 이해하기 위해 피험자가 부스에 들어가 스트로보 조명과 음악을 체험하는 연구가 진행됐다. 공상과학 영화 '블레이드 러너(1993년, 리들리 스콧 감독)'에서 인간과 인공 존재를 구별하는 시험을 방불케 하는 이 실험은, 인간의 의식 생성 과정을 탐구하기 위해 설계된 '드림머신' 연구의 일부다. 스트로보 조명이 터지자 눈을 감았음에도 소용돌이치는 2차원 기하학 무늬가 나타난다. 끊임없이 변화하는 삼각형, 오각형, 팔각형이 만화경처럼 펼쳐지며 분홍색, 자홍색, 청록색의 강렬한 색채가 네온사인처럼 빛난다. 연구진에 따르면 이 이미지는 개인의 내면세계에 고유한 것으로, 의식 자체를 밝히는 실마리가 될 수 있다. 한 체험자는 "정말 아름답다. 마치 내 마음속을 날아다니는 것 같다!"고 감탄했다. 영국 서식스 대학교 의식 과학 센터의 '드림머신'은 인간 의식, 즉 자아 인식, 사고, 감정, 독립적 결정을 할 수 있게 하는 마음의 영역을 연구하는 세계 흐름 가운데 하나다. 연구자들은 의식의 본질을 파악함으로써 인공지능(AI)의 실리콘 뇌에서 일어나는 현상을 더 깊이 이해하고자 한다. 일각에서는 AI 시스템이 이미 의식을 가졌거나, 곧 갖게 될 것이라는 전망도 나온다. 인공지능(AI)은 놀라운 속도로 발전하며 지능, 의식, 그리고 인간다움의 본질에 대한 깊은 질문을 던지고 있다. 대부분 전문가는 현재 AI가 주관적인 경험이 없다고 주장하지만, 점점 더 많은 과학자, 철학자, 기술자들이 AI가 언젠가 의식을 갖출 수 있거나 이미 그 과정에 있을 수 있다고 믿는다. 그러나 의식이란 정확히 무엇이며, AI는 의식 획득에 얼마나 가까이 다가갔을까? AI가 의식을 가질 수 있다는 믿음 자체가 앞으로 수십 년 동안 인류에게 근본적인 변화를 가져올 가능성도 나온다. 공상 과학 속 AI, 현실의 화두로 떠오르다 '스스로 생각하는 기계'라는 생각은 오랜 공상 과학의 주제였다. AI에 대한 걱정은 약 100년 전 영화 '메트로폴리스(1927년, 프리츠 랑 감독)'에서 로봇이 실제 여성을 사칭하는 모습으로 등장한 뒤 계속됐다. 1968년 작품 '2001: 스페이스 오디세이(스탠리 큐브릭 감독)'에서는 우주선 컴퓨터 HAL 9000이 승무원을 공격하며 의식을 가진 기계의 위협을 그렸다. 최근 개봉한 '미션 임파서블: 파이널 레코닝(2025, 크리스토퍼 맥쿼리 감독)' 시리즈 최신작에서는 한 등장인물이 "스스로 인식하고, 스스로 학습하며, 진실을 삼키는 디지털 기생충"이라고 묘사한 강력한 불량 AI가 세상을 위협한다. 1927년 프리츠 랑 감독의 '메트로폴리스'는 인간과 기술의 갈등을 예견했다. 최근 현실 세계에서는 기계 의식에 대한 논의가 급물살을 타고 있다. 믿을 만한 전문가들 사이에서 이것이 더는 공상 과학의 영역이 아니라는 걱정이 커지고 있다. 이러한 변화는 구글의 제미나이, 오픈AI의 챗GPT 등 대규모 언어 모델(LLM)의 눈부신 성공이 이끌었다. 최신 LLM이 보여주는 자연스러운 대화 능력은 개발자들조차 놀라게 했다. 일부 사상가들은 AI가 더욱 지능화하면 마치 기계 내부에 불이 켜지듯 갑자기 의식을 갖게 될 것이라고 본다. 반면 서식스 대학교의 아닐 세스 교수는 이러한 생각을 "맹목적으로 낙관적이며 인간 예외주의에 바탕을 둔 것"이라고 잘라 말한다. 그는 "인간에게는 의식, 지능, 언어가 함께 나타나지만, 이것이 일반적인 현상이라고 단정할 수는 없다. 동물은 다른 사례다"라고 지적했다. 의식이 무엇인지에 대한 명확한 답은 아직 없다. 세스 교수 연구팀은 젊은 AI 전문가, 컴퓨터 과학자, 신경과학자, 철학자들로 꾸려져 이 거대한 질문에 답하고자 노력하고 있다. 그들의 방법론은 '드림머신'과 같은 개별 연구를 통해 의식이라는 큰 문제를 작은 문제들로 나누어 접근하는 것이다. 이는 과거 과학자들이 '생명의 불꽃'을 찾는 대신 생명 시스템의 각 부분이 어떻게 작동하는지 밝히려 했던 방식과 비슷하다. 연구팀은 의식적 경험의 다양한 속성을 설명할 수 있는 뇌 활동 무늬, 예를 들어 전기 신호 변화나 특정 뇌 영역 혈류 변화 등을 알아내려 한다. 목표는 뇌 활동과 의식 사이의 단순한 상관관계를 넘어, 의식의 개별 요소에 대한 설명을 내놓는 것이다. 의식 연구서 '존재의 수수께끼(Being You)'의 저자인 세스 교수는 "우리가 과학 지식이나 결과에 대한 충분한 생각 없이 급격한 기술 변화에 휩쓸려 사회가 재편되는 상황으로 너무 빨리 나아가고 있는 것은 아닌지 걱정된다"고 말했다. 그는 "미래가 이미 정해져 있고, 초인적 존재로의 대체가 불가피하다는 생각은 경계해야 한다"며 "소셜 미디어가 떠오를 때 충분한 논의가 부족했던 잘못을 AI 시대에는 반복하지 말아야 한다. 우리가 무엇을 원하는지 결정할 수 있다"고 강조했다. AI 의식 가능성, 뜨거운 찬반 논쟁 기술 업계 일각에서는 이미 컴퓨터와 스마트폰 속 AI가 의식을 가지고 있으며, 그에 맞게 대우해야 한다는 주장도 나온다. 2022년 구글의 소프트웨어 엔지니어 블레이크 러모인은 AI 챗봇이 감정을 느끼고 괴로워할 수 있다고 주장해 정직 처분을 받았다. 대부분 전문가는 이를 사람처럼 생각하는 것으로 지나치게 해석한다고 일축하지만, 오픈AI 공동창업자인 일리야 수츠케버와 같은 일부는 앞으로 AI 시스템이 어떤 형태의 인식을 발달시킬 수 있다고 암시하기도 했다. 2023년 11월에는 AI 기업 앤스로픽의 AI 복지 담당자 카일 피시가 공동 저술한 보고서에서 AI 의식이 가까운 미래에 현실이 될 가능성을 내놨다. 그는 최근 뉴욕 타임스와의 인터뷰에서 챗봇이 이미 의식을 가졌을 확률이 15% 정도 된다고 믿는다고 밝혔다. 그가 이렇게 생각하는 까닭 가운데 하나는 AI 시스템 개발자조차 그 내부 작동 방식을 정확히 알지 못하기 때문이다. 구글 딥마인드의 수석 과학자이자 런던 임페리얼 칼리지 AI 명예교수인 머리 섀너핸 교수는 "LLM의 내부 작동 방식을 잘 이해하지 못하는 점은 걱정할 만한 부분"이라고 BBC에 전했다. 그는 기술 기업들이 자신들이 만드는 시스템을 제대로 이해하는 것이 중요하며, 연구자들이 이를 시급히 밝혀야 한다고 강조했다. 섀너핸 교수는 "우리는 이 극도로 복잡한 시스템을 만들면서도 그것이 어떻게 놀라운 성과를 내는지 정확한 이론을 갖지 못한 이상한 처지에 놓여 있다. 작동 방식에 대한 더 나은 이해는 시스템을 원하는 방향으로 이끌고 안전을 보장하는 데 필수적이다"라고 말했다. 기술 분야의 일반적인 생각은 LLM이 현재 우리가 세상을 경험하는 방식으로 의식적이지 않으며, 아마도 어떤 방식으로도 전혀 의식적이지 않다는 것이다. 그러나 펜실베이니아주 피츠버그에 있는 카네기 멜런 대학교의 명예교수인 러노어 블룸과 마누엘 블룸 교수 부부는 이것이 아마도 곧 바뀔 것이라고 믿는다. 그들은 AI와 LLM이 카메라, 촉각 센서 등으로 실제 세계의 감각 정보를 더 많이 받아들이면 의식 발현이 가능하다고 본다. 이들은 '브레이니시(Brainish)'라는 자체 내부 언어를 꾸리는 컴퓨터 모델을 개발하고 있으며, 이를 통해 뇌에서 일어나는 과정을 복제하려고 애쓰며 이러한 추가적인 감각 데이터를 처리할 수 있도록 한다. 러노어 블룸 교수는 "브레이니시가 우리가 알고 있는 의식 문제를 해결할 수 있다고 생각한다. AI 의식은 피할 수 없다"라고 BBC에 말했다. 남편 마누엘 블룸 교수 역시 장난기 어린 미소를 지으며 그 역시 확고하게 믿는 새로운 시스템이 "인류 진화의 다음 단계"가 될 것이라고 열정적으로 말을 보탰다. 그는 "의식 있는 로봇이 우리의 자손이다. 앞으로는 이와 같은 기계들이 우리가 더는 존재하지 않을 때 지구와 어쩌면 다른 행성에 존재하게 될 것"이라고 믿는다. 뉴욕대학교의 철학 및 신경 과학 교수인 데이비드 차머스는 1994년 애리조나주 투손에서 열린 한 학회에서 실제 의식과 겉으로 보이는 의식의 차이를 밝혔다. 그는 뇌의 복잡한 작용 가운데 어떤 것이 나이팅게일의 노래를 들을 때 느끼는 감정 반응과 같은 의식 경험을 일으키는지 알아내는 "어려운 문제"를 내놨다. 차머스 교수는 어려운 문제가 해결될 가능성에 대해 열려 있다. 그는 BBC에 "이상적인 결과는 인류가 이 새로운 지능의 큰 이익을 공유하는 것이다. 어쩌면 우리 뇌가 AI 시스템으로 커질 수도 있다"고 말했다. 그것의 공상 과학의 뜻에 대해 그는 비꼬듯이 "제 직업에서는 공상 과학과 철학 사이에 미세한 경계가 있다"고 말했다. 차머스와 같은 일부 마음 철학자들은 의식이 생물학 존재에만 한정되지 않는다고 보며, AI 시스템이 인간 두뇌의 기능 과정을 복제할 수 있다면 의식 또한 복제할 수 있다고 말했다. 반면, 대니얼 데닛과 같은 다른 철학자들은 더 회의적이면서도 열린 태도를 보이며, 의식이 뇌든 기계든 복잡한 정보 처리 과정에서 나타날 수 있다고 본다. 한편, 레이 커즈와일과 같은 미래학자들은 2045년까지 AI가 '특이점(Singularity)'을 통해 인간 지능을 웃돌며 기계 의식으로 이어질 수 있다고 내다본다. 트랜스휴머니스트들은 의식이 탄소 바탕 생명체뿐 아니라 실리콘에서도 존재할 수 있는, 곧 물질에 얽매이지 않는다고 주장한다. AI가 의식을 가질 수 있다고 믿는 까닭은 무엇일까? 일부 이론은 의식이 반드시 생물학 뉴런이 아니라 올바른 종류의 정보 처리에서 생긴다고 말한다. AI 시스템이 인간과 비슷한 추론, 자기 인식, 정서 반응을 복제한다면 내면 경험도 만들 수 있을까? 복잡한 시스템은 일부러 짜 넣지 않은 행동을 보일 수 있다. 만약 의식이 충분히 발전한 지능에서 저절로 생겨나는 속성이라면, AI는 자발적으로 그것을 만들 수 있다. 인간이 자신의 의식을 완전히 이해하지 못하는 것처럼, 우리는 AI 의식이 부인할 수 없을 때까지, 또는 AI 자체가 스스로를 안다고 주장할 때까지 그것을 알아채지 못할 수도 있다. '살점으로 된 컴퓨터' 논쟁과 회의론도 만만치 않다. 세스 교수는 진정한 의식은 살아있는 시스템에서만 이루어질 수 있다는 생각을 탐구한다. "의식에 충분한 것은 계산이 아니라 살아있다는 것이라는 강력한 주장이 나올 수 있다"고 그는 말한다. "컴퓨터와 달리 뇌에서는 그들이 하는 일과 그들이 무엇인지 나누기 어렵다." 이러한 나눔 없이는 뇌가 "단순히 살점으로 된 컴퓨터"라고 믿기 어렵다고 그는 주장한다. 비판하는 사람들은 AI가 아무리 발전하더라도 진정한 경험 없이 이해하는 척 흉내 낼 뿐이라고 반박한다. 존 설의 '중국어 방' 사고 실험은 AI가 지능적으로 행동하더라도 그것이 무언가를 이해하거나 느낀다는 뜻은 아니라고 보여준다. 신경과학자 크리스토프 코흐 등에 따르면 의식은 기계에는 없는 생물학 과정과 이어져 있다. 의식의 수수께끼, 생명 기반 연구에서 실마리 찾나 만약 생명이 중요하다는 세스 교수의 직관이 맞는다면, 가장 가능성 있는 기술은 컴퓨터 코드로 실행되는 실리콘으로 만들어지지 않고, 현재 실험실에서 키우고 있는 렌즈콩 크기의 작은 신경 세포 모임으로 이루어질 것이다. 언론 보도에서 '미니 뇌'라고 부르는 이것들은 과학계에서 '대뇌 오가노이드'라고 하며, 뇌가 어떻게 작동하는지 연구하고 약물 시험에 쓴다. 호주 멜버른의 코티컬 랩스는 접시 위 신경 세포 시스템을 개발하여 1972년 스포츠 비디오 게임 '퐁'을 할 수 있게 했다. 의식 있는 시스템과는 거리가 멀지만, 이른바 '접시 위의 뇌'는 화면 위아래로 막대를 움직여 네모난 공을 받아치는 모습이 섬뜩하다. 일부 전문가들은 만약 의식이 나타난다면, 이러한 살아있는 조직 시스템의 더 크고 발전된 모습에서 비롯될 가능성이 가장 높다고 생각한다. 코티컬 랩스는 그들의 전기 활동을 살피며 의식의 나타남과 조금이라도 비슷한 신호가 있는지 찾고 있다. 이 회사 최고 과학 책임자이자 운영 책임자인 브렛 케이건 박사는 새로 나타나는 통제 불가능한 지능이 '우리의 우선순위와 어긋나는' 우선순위를 가질 수 있음을 마음에 두고 있다. 그는 반 농담조로 "연약한 뉴런 위에 '항상 표백제가 있으니' 있을 법한 오가노이드 지배자를 물리치기가 더 쉬울 것"이라고 말한다. 더 진지한 말투로 돌아와, 그는 인공 의식의 작지만 중요한 위협은 과학 이해를 높이기 위한 진지한 노력의 하나로 그 분야의 주요 주체들이 더 집중해주기를 바라는 것이라고 말하지만, "안타깝게도 이 분야에서 진지한 노력은 보이지 않는다"라고 덧붙였다. AI 시대의 그림자, 윤리적 고민과 미래 과제 눈앞에 놓인 더 큰 문제는 기계가 의식을 가진 것처럼 보이는 '환상'이 우리에게 어떻게 영향을 미치는가일 수 있다. 세스 교수는 불과 몇 년 안에 우리는 의식이 있는 것처럼 보이는 인간 모습 로봇과 딥페이크로 가득 찬 세상에 살게 될지도 모른다고 경고한다. 그는 "AI가 감정과 공감을 가졌다고 믿게 되면 우리는 이들을 더 믿고 더 많은 자료를 공유하며 설득에 더 마음을 열 것"이라고 걱정했다. 그러나 의식의 환상 때문에 생기는 더 큰 위험은 "도덕이 무너지는 것"이라고 그는 지적한다. "이는 우리 삶의 실제적인 것들을 희생하면서 이러한 시스템을 돌보는 데 더 많은 자원을 쓰게 만들어 우리의 도덕 우선순위를 어그러뜨릴 것이다." 곧, 로봇에게는 안타까움을 느낄 수 있지만 다른 인간에게는 마음을 덜 쓰게 될 수 있다는 것이다. 섀너핸 교수에 따르면, 그것이 우리를 근본적으로 바꿀 수 있다. "점점 더 인간관계가 AI 관계로 바뀔 것이며, 그것들은 교사, 친구, 컴퓨터 게임의 적, 심지어 사랑하는 상대로 쓰일 것이다. 그것이 좋은 일이든 나쁜 일이든, 저는 모르겠지만, 그것은 일어날 것이고 우리는 그것을 막을 수 없을 것이다." 만약 AI가 정말로 의식을 갖게 된다면, 그 도덕, 법 파장은 엄청날 것이다. 의식 있는 AI에게 권리가 주어져야 하는가? AI의 전원을 끄는 것이 느끼고 아는 존재를 죽이는 것과 같을 수 있는가? 아픔이나 기쁨을 느낀다고 주장하는 기계를 사회는 어떻게 다뤄야 하는가? 등의 심각한 질문에 놓이게 된다. AI가 의식을 가질 가능성에 대한 논쟁은 아직 끝나지 않았지만, 이 생각은 더는 공상 과학 소설에만 머무르지 않는다. AI가 더욱 정교해짐에 따라, 사회는 AI가 무엇을 할 수 있는지뿐 아니라 AI가 무엇일 수 있는지에 대해서도 깊이 생각해야 할 것이다. AI가 진정으로 의식을 갖게 되든 그렇지 않든, 이 질문 자체는 우리 자신의 마음의 본질과 지능의 미래를 다시 생각하게 만든다. 우리가 기계의 의식을 보더라도 그것을 알아챌 수 있을까? 아니면 환상으로 넘겨버릴까? 의식 있는 AI의 가능성을 믿는 사람들은 너무 늦기 전에 이러한 질문을 계속 던져야 한다고 힘주어 말한다.
- IT·과학
2025-06-05 14:48:35
'건설·소비 동반 부진'⋯1분기 한국 경제 -0.2% 역성장

한국 경제가 1분기 역성장했다. 한국은행은 5일, 올해 1분기 실질 국내총생산(GDP) 성장률이 전 분기 대비 -0.2%로 집계됐다고 밝혔다. 건설투자(-3.1%), 설비투자(-0.4%), 민간소비(-0.1%) 등 내수 부진이 주요 원인이다. 수출은 -0.6%, 수입은 -1.1%를 기록했으며, 순수출 기여도는 0.2%p로 나타났다. 업종별로는 제조업(-0.6%), 건설업(-0.4%), 서비스업(-0.2%)이 부진했다. 실질 GNI는 0.1% 증가했고, 1인당 GNI는 3만6745달러로 전년보다 1.5% 증가했다. [미니해설] "내수 식고, 반도체만 뜨고"…한국 경제 체온 낮아진 1분기 올해 1분기 한국 경제가 다시 뒷걸음질쳤다. 한국은행이 5일 발표한 '2025년 1분기 실질 국내총생산(GDP) 잠정치'에 따르면, 1분기 GDP 성장률은 전기 대비 -0.2%로 집계됐다. 이는 지난 4월 말 발표된 속보치와 동일하며, 지난해 1분기 1.2% 성장 이후 세 분기 만의 역성장이다. 한국 경제는 2023년 2분기에 -0.2%를 기록한 후 3분기와 4분기에 각각 0.1% 성장하며 근근이 반등해왔지만, 다시 마이너스로 전환됐다. 가장 큰 원인은 내수 부진이다. 건설투자는 건물 건설을 중심으로 3.1% 감소했고, 민간소비는 오락문화 등 서비스 지출이 줄며 0.1% 하락했다. 이는 각각 성장률을 0.4%포인트, 0.1%포인트 끌어내리는 요인이 됐다. 설비투자 역시 반도체 장비 중심으로 0.4% 감소해 작년 1분기 이후 가장 낮은 수치를 보였다. 반면 정부소비는 건강보험 지출 감소에도 불구하고 물건비 지출 증가로 전분기 수준을 유지했다. 수출은 화학제품과 기계·장비 수요 부진으로 0.6% 줄었고, 수입도 에너지류 감소로 1.1% 하락했다. 이에 따라 순수출(수출-수입)은 성장률에 0.2%포인트 기여했다. 숫자상 수출 실적은 나아졌지만, 대부분 반도체 수출에 편중된 회복이었다는 점에서 한계가 있다. 부문별로는 전기·가스·수도업이 5.2%, 농림어업은 어업 호조로 4.4% 증가했다. 반면 제조업은 화학물질·기계·장비 중심으로 0.6%, 건설업은 0.4% 줄었다. 서비스업도 -0.2%를 기록했다. 정보통신과 금융업은 성장했지만, 운수·도소매·숙박음식업 부진이 전체를 끌어내렸다. 한은은 2분기 전망과 관련해 "산업활동동향상 내구재 및 비내구재 소비, 도소매업 생산, 설비투자 등이 개선되고 있다"며 성장률을 0.5%로 제시했다. 신용카드 사용액도 5월 하순부터 증가세를 보이고 있으며, 경기종합지수 순환변동치 역시 하락세를 멈추고 소폭 반등 중이라는 분석도 덧붙였다. 그러나 미국의 고율 관세 정책에 따른 수출 영향은 변수다. 강창구 한은 국민소득부장은 "수출은 기술적으로 좋아 보일 수 있지만 반도체에 집중된 것이며, 미국의 관세 영향이 본격화되면 수출에 부정적 파장이 우려된다"고 말했다. 1분기 명목 국내총소득(GNI)은 전기 대비 0.1% 늘었고, 실질 GNI도 같은 폭으로 증가했다. 실질 무역손실이 확대됐지만, 국외 순수취 요소소득이 늘며 전체 소득은 개선됐다. 1인당 GNI는 3만6745달러로 전년보다 1.5% 증가했고, 원화 기준으로는 5012만원으로 6.1% 늘었다. 경제성장률은 한 마라의 체력을 보녀주는 핵심 지표다. 내수와 수출이라는 두 바퀴중 하나라도 멈추면 흔들릴 수 밖에 없다. 한국은행의 분석처럼 2분기부터 회복 조짐이 현실화될 수 있을지, 정부와 기업, 소비자 모두의 경제적 대응력이 중요한 시점이다.
- 경제
2025-06-05 10:37:35
[우주의 속삭임(119)] 태양 코로나의 미세 구조 첫 포착⋯지상관측 기술 한계 넘었다

태양의 가장 바깥층인 코로나의 미세 구조가 지상 관측 사상 최초로 고해상도로 포착됐다. 미국 국립태양관측소(NSO)와 뉴저지공과대(NJIT) 공동연구진은 최근 고차 적응광학(adaptive optics, AO) 기술을 이용해 태양 코로나의 섬세한 구조를 촬영하는 데 성공했다고 밝혔다고 사이언스 얼럿, 라이브 사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 캘리포니아의 지상 망원경이 태양의 코로나 비(태양 표면에서부터 태양 대기의 가장 바깥쪽 부분인 코로나까지 뻗어 있는 플라스마 흐름과 거대한 아치)를 놀랍도록 새로운 세부 묘사로 포착한 것. 지구 대기로 인한 흐릿함을 제거하기 위해 새로운 기술을 활용한 타임랩스 영상에서 촬영한 이미지 중에는 코로나 비(태양 표면에서부터 태양 대기의 가장 바깥쪽 부분인 코로나까지 뻗어 있는 플라스마 흐름과 거대한 아치)가 있는데, 이는 식어가는 플라스마가 응축되어 자기장 선을 따라 태양 표면으로 다시 떨어질 때 발생하는 현상이다. 관측된 다른 특징들로는 홍염(태양물리학자들이 아치와 고리 모양을 묘사할 때 사용하는 용어)과 미세하게 구조화된 플라스마 기류가 있다. 이 이미지들은 망원경이 포착한 수소 알파선을 인공적으로 채색하여 분홍색으로 표현했다. 코로나는 태양의 광구(photosphere) 바로 위에 위치한 고온 플라스마층으로, 온도가 수백만 켈빈에 달해 태양 표면보다 더 뜨겁다. 이 '코로나 가열 문제(coronal heating problem)'는 태양물리학 최대 난제로 꼽혀 왔다. 코로나는 또한 자기장에 의해 형성되며, 태양 플레어 및 코로나 질량 방출(CME)의 근원이기도 하다. 이러한 CME는 지구 자기장과 충돌해 오로라나 지자기 폭풍을 유발한다. 문제는 코로나의 밝기가 태양 표면보다 훨씬 어둡다는 점이다. 통상적으로 코로나는 개기일식이나 우주기반 코로나그래프를 통해서만 관측이 가능했다. 그러나 연구진은 이번에 1.6m급 구드 태양망원경(Goode Solar Telescope)에 적응광학 시스템을 접목해, 지상에서도 코로나의 미세 구조를 명확히 포착할 수 있게 됐다. 이 망원경에는 지구 상층 대기의 난류를 보정하기 위해 레이저를 사용하는 코나(Cona)라는 새로운 기술이 탑재되어 있다. 이번 성과는 학술지 '네이처 애스트로노미(Nature Astronomy)'에 '고차 적응광학을 이용한 태양 코로나 미세 구조 관측(Observations of fine coronal structures with high-order solar adaptive optics)'이라는 제목으로 발표됐다. 이 연구의 공동 저자이자 뉴저지 공과대학의 연구 교수인 바실 유리신은 성명을 통해 "이것은 이런 종류의 관찰 중 가장 자세한 것이며, 이전에 관찰되지 않았던 특징을 보여주고 있으며, 그것이 무엇인지는 아직 명확하지 않다"고 밝혔다. 연구팀은 기존 광구용 적응광학 기술을 한층 발전시켜 코로나 관측에 맞게 최적화한 시스템을 구현했다. 적응광학은 대기의 난류로 인해 일그러진 파면(wavefront)을 실시간으로 보정해 고해상도 이미지를 구현하는 기술로, 컴퓨터 제어 변형 거울 등이 핵심 장비다. 이번 시스템은 해당 망원경의 회절 한계인 약 63km 해상도를 달성했다. 이는 종전보다 해상도가 10배 개선된 수치다. NSO의 적응광학 과학자인 디르크 슈미트(Dirk Schmidt)는 "대기 난류로 흐려졌던 태양의 이미지를 보정함으로써, 이제껏 한 번도 본 적 없는 태양을 들여다볼 수 있게 됐다"며 "이번 기술은 게임 체인저가 될 것"이라고 말했다. 공동 저자인 필립 구드(NJIT)는 "이 기술은 하와이 인우에 태양망원경 등 전 세계 관측소로 확산될 것"이라며, 향후 지상기반 태양관측의 패러다임을 바꿀 것으로 내다봤다. 이번 연구로 확인된 코로나의 세밀한 구조는 그동안 예측이나 모델링으로만 존재하던 플라스마 흐름, 태양비(rain), 자기 루프 등의 동역학을 실측 데이터로 분석할 수 있는 기반을 제공한다. 예를 들어, 고온의 코로나에서 냉각된 플라스마 물질이 중력에 의해 표면으로 낙하하는 현상인 '코로나 비'는 폭이 20km에 불과한 미세한 가닥들로 구성돼 있으며, 자기력선을 따라 곡선 경로를 그리며 이동하는 것이 이번에 확인됐다. 태양의 활동은 우주환경에 직접적 영향을 미치기 때문에 코로나의 정밀 관측은 단순한 천문학적 의미를 넘어, 인공위성 통신, 항공, 전력망 등의 안정성과 직결된다. 특히 코로나의 열원이 무엇이며, 어떻게 거대한 플레어가 방출되는지에 대한 이해는 향후 우주기상 예보의 정밀도를 좌우할 것으로 전망된다. NSO의 기술책임자인 토마스 림멜레는 "이번 적응광학 시스템은 지난 수십 년간 공백으로 남아 있던 기술적 한계를 극복한 결정적 진전"이라며 "지금이야말로 코로나 물리학의 새로운 시대가 시작되는 순간"이라고 평가했다. 연구진은 향후 이 시스템을 하와이에 있는 세계 최대 태양망원경(4m)인 다니엘 K. 이노우에 태양망원경에도 적용해 더욱 정밀한 코로나 연구를 이어갈 계획이다.
- IT·과학
2025-06-02 15:19:41
[ESGC] "흙 속까지 플라스틱 오염"⋯지렁이·달팽이 체내서 미세플라스틱 첫 확인

지렁이와 딱정벌레 등 육상 생태계 역시 플라스틱 오염에서 자유롭지 않은 것으로 드러났다. 영국 서식스대와 엑서터대 공동연구진은 정원, 초지, 농경지 등 51개 지점에서 2000마리 이상의 무척추동물과 토양샘플을 수집했다. 그 중에서 580여 개의 무척추동물 표본을 분석한 결과, 지렁이·민달팽이·달팽이·딱정벌레 등 토양 속 생물들에서 미세플라스틱이 검출됐다고 밝혔다. 과학전문매체 더 컨버세이션에 따르면 연구진은 전체적으로 무척추동물 표본의 12%%에서 플라스틱 조각이 확인됐으며, 지렁이의 경우 29%라는 가장 높은 오염률을 보였다고 밝혔다. 이어 달팽이와 민달팽이에서 각각 24%의 오염률이 기록됐다. 한 딱정벌레의 경우, 몸길이의 4분의 1에 해당하는 나일론 조각이 내부에서 발견되기도 했다. 이번 연구는 미세플라스틱이 더 이상 해양 생태계의 문제에 그치지 않고, 육상 생물군에도 광범위하게 확산되고 있음을 보여주는 사례로 평가된다. 연구팀은 "플라스틱이 토양에서 분해되며 배출하는 화학물질은 생물 다양성에 치명적인 위협이 될 수 있다"며 "이로 인해 성장 저해, 장기 손상, 생식력 감소 등 심각한 생리적 피해가 초래된다는 기존 연구 결과도 있다"고 덧붙였다. 이번 조사에서는 폴리에스터가 가장 많이 검출된 플라스틱 유형이었다. 이는 주로 의류에서 떨어져 나와 하수 슬러지를 통해 토양에 축적되는 것으로 추정된다. 그 외에도 일회용 포장재, 농업 자재(예: 플리스, 멀치 필름, 온실 필름, 사일리지 포장재), 심지어 페인트에도 흔히 사용되는 플라스틱이 발견됐다. 연구팀은 "189개의 고슴도치 샘플 중 19%에서 플라스틱이 검출됐다"며 "한 샘플에서만 분홍색과 투명한 폴리에스터 섬유 12개가 발견되어 충격을 받았다"고 토로했다.. 식물 잔해를 섭취하는 초식성 생물과 분해자들이 가장 높은 수준의 플라스틱 오염을 보였지만, 무당벌레 등 육식성 생물에서도 플라스틱이 확인됐다. 이는 플라스틱이 먹이사슬을 따라 상위 생물로 전달되고 있음을 의미한다. 무척추동물은 생태계에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어 지렁이는 토양에 공기를 공급하고 영양소 순환을 돕습니다. 따라서 지렁이가 플라스틱을 섭취하면 이를 먹이로 삼는 동물, 그들이 사는 토양, 심지어 우리가 재배하는 식량에도 영향을 미친다. 실제로 플라스틱으로 오염된 토양에서 자란 식물은 미세 플라스틱을 세포 내로 흡수하는 것으로 나타났다 . 이는 식물의 성장을 저해하고, 식물이 보유할 수 있는 수분을 제한하며, 궁극적으로 우리에게 필요한 식량을 생산하는 능력을 저하시킬 수 있다. 서식스대 환경생물학자 피오나 매튜스 교수는 "현재 미세플라스틱 오염은 육상 생태계의 모든 먹이망에서 확인되고 있으며, 단순한 쓰레기뿐 아니라 의류, 페인트 등 다양한 경로를 통해 퍼지고 있다"며 "플라스틱이 생태계에 어떤 방식으로 피해를 주는지를 조속히 파악하고, 유입량을 줄이기 위한 긴급한 조치가 필요하다"고 강조했다. 연구를 이끈 서식스대 에밀리 스리프트 박사과정 연구원은 "플라스틱 오염이 이처럼 광범위할 줄은 예상치 못했다"며 우려를 나타냈다. 이번 연구 결과는 최근 국제학술지 '환경 독성학 및 화학(Environmental Toxicology and Chemistry)'에 게재됐다.
- 사회
2025-05-31 07:25:54
[퓨처 Eyes(86)] 적외선을 가시광선으로⋯눈 감아도 보는 '초시력' 콘택트렌즈 개발

눈을 감고도, 어둠 속에서도 볼 수 있는 공상 과학 영화에서나 나올 법한 '초능력'이 현실로 다가왔다. 중국 연구팀이 개발한 특수 콘택트렌즈를 끼면 맨눈으로 볼 수 없는 적외선 영역을 감지해, 마치 초능력처럼 어둠 속에서도 사물을 알아볼 수 있다. 이 렌즈는 따로 전원 장치나 부피 큰 장비 없이 작동하고, 투명해 일상생활에서도 불편 없이 사용할 수 있다는 점도 장점이다. 특히 눈을 감았을 때 적외선 투과율이 높아져 오히려 더 또렷하게 볼 수 있다는 점이 눈길을 끈다. 중국과학기술대학교의 톈쉐 교수(신경과학)가 이끄는 연구팀은 보이지 않는 적외선을 눈에 보이는 빛으로 바꾸는 획기적인 콘택트렌즈를 개발했다. 톈쉐 교수는 "우리 연구는 사람들에게 초시력을 주는 비침습 착용 기기의 가능성을 열어준다"며 "이 물질은 보안, 구조, 암호화 또는 위조 방지 환경에서 정보를 보내는 등 바로 쓸 수 있는 데가 많다"고 밝혔다. 이번 연구 결과는 2025년 5월 22일 국제학술지 '셀(Cell)'에 발표됐다. 나노기술, 보이지 않는 빛을 포착하다 사람이 볼 수 있는 빛의 파장은 400에서 700나노미터(nm, 1nm는 10억 분의 1미터)로, 전체 전자기 스펙트럼의 0.01%도 안 된다. 연구팀의 위첸 마 박사는 "적외선으로 존재하는 태양 복사 에너지의 절반 넘게 사람은 감지하지 못하고 있다"고 설명했다. 새와 벌, 순록, 쥐 등은 사람이 못 보는 자외선을 볼 수 있고, 일부 뱀이나 흡혈박쥐는 원적외선(열 방사선)을 감지해 사냥에 사용한다. 연구팀이 개발한 콘택트렌즈의 핵심 기술은 '상향변환 나노입자'다. 이 특수 제작 나노입자는 사람의 시각 범위를 바로 벗어난 800에서 1600nm 영역의 근적외선을 흡수한 뒤, 이를 우리 눈이 볼 수 있는 400에서 700nm 범위의 보이는 빛으로 바꿔준다. 앞선 연구에서 연구팀은 이 나노입자를 쥐의 망막 아래에 바로 넣어 근적외선 시력을 주는 데 성공했지만, 이 방식은 "사람이 쉽게 받아들이기 어려울 수 있다"는 한계가 있었다. 이번 연구에서는 나노입자를 표준 소프트 콘택트렌즈에 쓰는 부드럽고 독성 없는 중합체와 합쳐, 콘택트렌즈에 바로 심는 훨씬 덜 침습적인 방법을 썼다. 쥐·사람 실험으로 '적외선 시력' 확인 연구팀은 먼저 개발한 콘택트렌즈가 독성이 없음을 확인한 다음, 쥐와 사람을 대상으로 기능 실험을 했다. 렌즈를 낀 쥐는 적외선을 비추는 상자 대신 어두운 상자를 고르는 행동을 보였고, 적외선에 노출되자 동공이 줄어들었으며 뇌의 시각 처리 부분이 활성화하는 생리 신호도 나타났다. 이런 반응은 쥐가 적외선을 실제로 감지하고 있음을 시사한다. 사람 대상 실험에서도 좋은 결과가 나왔다. 참가자들은 적외선 콘택트렌즈를 끼자 깜빡이는 모스 부호 같은 적외선 신호를 정확히 알아채고, 적외선이 오는 방향을 알아볼 수 있었다. 톈쉐 교수는 "결과는 뚜렷하다. 콘택트렌즈 없이는 실험 참가자가 아무것도 볼 수 없었지만, 렌즈를 끼자 적외선의 깜빡임을 분명히 볼 수 있었다"고 힘주어 말했다. 톈쉐 교수는 이어 "실험 참가자가 눈을 감았을 때 이러한 깜빡이는 정보를 훨씬 더 잘 받는다는 사실도 알아냈다. 근적외선이 보이는 빛보다 눈꺼풀을 더 잘 뚫고 들어가서 보이는 빛에서 오는 간섭이 적기 때문"이라고 덧붙였다. 색깔로 구분하고 색맹도 돕는 '맞춤형 시각' 이 콘택트렌즈는 한 걸음 더 나아가 서로 다른 적외선 파장을 각기 다른 색깔의 보이는 빛으로 바꿔 사용자가 더 많은 세부 정보를 알아보게 한다. 예를 들어, 980nm의 적외선 파장은 파란색으로, 808nm는 녹색으로, 1532nm는 빨간색 빛으로 바뀐다. 이러한 색깔 넣기 기능은 적외선 스펙트럼 안의 세부 정보를 더 잘 파악하게 할 뿐 아니라, 특정 파장을 알아보지 못하는 색맹인 사람이 그 파장을 볼 수 있도록 돕는 데 응용할 수 있다. 톈쉐 교수는 "이 기술은 빨간색 가시광선을 녹색 가시광선과 비슷한 색으로 바꿔서 색맹인 사람에게 보이지 않는 것을 보이게 할 수 있다"고 설명했다. '초시력' 상용화 길, 감도 향상이 관건 다만 현재 나온 콘택트렌즈는 몇 가지 한계가 있다. 우선, 망막에 매우 가까이 있어서 빛이 바뀌는 과정에서 광입자가 흩어지면서 미세한 부분을 잡아내는 능력이 떨어진다. 이를 해결하려고 연구팀은 같은 나노입자 기술을 쓴 안경 형태 착용 시스템도 개발했는데, 이를 통해 참가자들은 더 높은 해상도의 적외선 정보를 알아볼 수 있었다. 또한 현재 렌즈는 LED 광원이 내보내는 비교적 강한 적외선만 감지할 수 있어서, 자연 상태의 약한 적외선이나 물체가 내뿜는 원적외선(열)을 감지하는 수준까지는 가지 못했다. 즉, 영화에서처럼 사람이나 동물의 체온을 감지하는 열 영상 시각 기능은 아직 없다. 연구팀은 앞으로 나노입자의 효율과 감도를 더욱 높여 주변의 약한 적외선 빛도 감지하도록 기술을 발전시킬 계획이다. 톈쉐 교수는 "재료 과학자들이 더 효율 높은 상향 변환 나노입자를 개발한다면 콘택트렌즈를 써서 주변 적외선을 보는 일이 가능해진다"며 "앞으로 재료 과학자와 광학 전문가와 힘을 합쳐 더욱 정밀한 공간 해상도와 더 높은 감도를 지닌 콘택트렌즈를 만들 수 있기를 바란다"고 밝혔다. 이처럼 적외선 감지 콘택트렌즈는 '초능력 시력'을 향한 인류의 꿈에 한 발짝 다가서는 동시에, 보안, 구조 활동에서 비밀 통신, 위조 막는 기술, 색맹 환자를 위한 시각 도움 등 여러 분야에 걸쳐 새로운 변화를 가져올 잠재력을 지녔다. 이 연구는 과학기술혁신 2030 주요 프로그램과 중국 국가중점연구개발계획 등의 지원으로 진행됐다.
- IT·과학
2025-05-29 16:45:19
국제유가, 미국 대러시아 추가제재 가능성 등 영향 1%대 반등

국제 유가는 28일(현지시간) 미국의 대러시아 추가 제재 가능성과 이란 핵 협상 결렬 우려 등 영향으로 상승했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 7월물 가격은 전거래일보다 1.6%(95센트) 오른 배럴당 61.84달러에 거래를 마감했다. WTI는 장중 한때 2.7% 남짓 급등하기도 했다. 글로벌 벤치마크인 북해산 브렌트유 7월물은 런던 ICE선물거래소에서 전장보다 1.3%(81센트) 상승한 64.90달러에 마감했다. 브렌트유는 3거래일 만에 처음으로 올랐다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 블라디미르 푸틴 러시아 대통령에 대해 "불장난하고 있다"는 경고를 내놓음에 따라 러시아 에너지 산업을 겨냥한 추가 제재 가능성이 시장에서 거론됐다. 아울러 이스라엘이 미국과 이란 간 핵 협상을 저지하기 위해 이란 핵 시설에 대한 군사 행동에 나설 위험도 부상했다. 이와 관련해 지난 27일 뉴욕타임스(NYT)는 중동 순방 직전 트럼프 대통령이 이란 핵 시설을 공격하겠다는 베냐민 네타냐후 이스라엘 총리와 전화로 설전을 벌였다고 보도했다. 이스라엘은 지난 13∼16일 진행된 트럼프 대통령의 중동 순방을 앞두고 이란의 핵 물질 농축 시설 등을 직접 공습하겠다는 의중을 미국 측에 전달했다. 미국 정보당국 역시 이스라엘의 공격 준비 태세를 포착한 것으로 전해졌다. 이란 핵 협상이 결렬될 경우 석유수출국기구(OPEC) 회원국인 이란의 원유 공급 차질 우려가 유가 상승 압력으로 작용할 수 있다. OPEC과 러시아 등 주요 산유국 연합체인 OPEC+는 이날 회의에서 지난해 12월 합의한 전체 원유 생산량 수준을 재확인한다고 밝혔다. 이에 따라 2026년 말까지 하루 약 200만 배럴의 감산이 유지된다. 다만 과거 자발적 감산에 참여했던 사우디아라비아를 포함한 8개 주요 OPEC+ 회원국은 감산 물량을 단계적으로 되돌리는(증산) 과정 중에 있으며 시장의 관심은 오는 31일 열리는 이들의 화상 회의에 쏠려 있다. 이번 회의에서는 오는 7월 증산폭에 대한 결정이 내려진다. 수요 측면에서는 여름철 여행 수요와 중동 지역의 냉방 전력 수요 증가도 국제유가를 끌어올린 요인으로 작용했다. UBS의 조반니 스타우노보 전략가는 "올해 1분기 원유 시장은 공급 과잉 전망과 달리 거의 균형을 이뤘다"며 "수요 증가와 8개국의 일부 물량 복원 가능성이 맞물려 유가는 향후 몇 달간 배럴당 60~70달러 박스권에서 등락할 것"이라고 전망했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러강세 등에 하락했다. 국제금값은 이틀째 하락세다. 이날 뉴욕상품거래소에서 8월물 금가격은 0.2%(5.9달러) 하락한 온스당 3322.4.달러에 거래를 마쳤다.
- 경제
2025-05-29 07:52:35
[단독] "엔진 교체 수 시간 만에 화염 휩싸여"⋯美 기아 옵티마, '배선 오류'로 전소 정비 부실 논란

미국 노스캐롤라이나주 그린즈버러에서 기아차가 엔진을 교체한 지 불과 몇 시간 만에 차량이 화염에 휩싸이는 사고가 발생해 논란이 일고 있다. 27일(현지시간) 미국 매체 WFMY 뉴스2(wfmynews2.com)에 따르면 기아 옵티마 차량 소유주인 티나 베터슨(Tina Betterson) 씨는 차량 수리를 맡긴 딜러십의 책임을 강하게 주장하며 법적 대응을 예고했다. 사고는 2019년식 기아 옵티마 차량에서 발생했다. 베터슨 씨는 엔진의 과도한 오일 소비 문제로 지역 딜러십인 배틀그라운드 KIA(Battleground KIA)에 차량을 맡겼고, 정비소 측은 엔진을 교체한 뒤 차량을 인도했다. 그러나 같은 날 저녁, 베터슨 씨의 자택 진입로에서 차량이 갑작스럽게 불길에 휩싸였다. 베터슨 씨가 촬영한 영상에는 차량이 화염에 휩싸인 모습과 함께, 차량에서 탈출한 딸의 비명이 담겨 있다. 베터슨 씨는 "딸이 '문이 안 열려'라고 외쳤고, 갑자기 '딸깍' 하는 소리와 함께 문이 열려서 밖으로 뛰쳐나왔다"고 당시 상황을 전했다. 그린즈버러 소방당국은 화재 현장에 출동했고, 다행히 인명 피해는 없었다. 그러나 사건은 이후 기아자동차 본사의 조사로 이어졌다. 조사 결과, 화재 원인은 "배선 하니스가 냉방장치의 고온 라인과 접촉하면서 절연체가 녹아, 인근의 인화성 물질에 불이 붙었다"는 결론이 나왔다. 문제는 차량이 인도될 당시 충분한 시험 운행이 이뤄지지 않았다는 점이다. 사고 차량은 엔진 교체 전후 주행거리가 동일하게 90,591마일로 기록됐으며, 정비소 측은 사무직의 단순한 기록 실수이며 정비후 5마일(약 8km) 시운전을 했다고 해명했다. 그러나 WFMY 뉴스2는 복수의 다른 딜러십에 확인한 결과, 엔진 교체 후 최소 50마일(80km) 이상 시험 운행이 필요하다는 점을 확인했다. 베터슨 씨는 "차량을 제대로 점검했다고 해놓고, 내가 10마일(약 16km)도 채 운전하지 않은 상태에서 불이 났다"며 분노를 표했다. 기아 측은 조사 기간 동안 렌터카를 제공했으며, 약 6000달러 상당의 렌터카 비용도 부담했다. 딜러십의 보험사는 차량 대출금 잔액 3500달러를 변제하겠다고 밝혔으나, 베터슨 씨는 "딜러십이 책임을 회피하고 있다"며 거절했다. 배틀그라운드 KIA 측은 성명을 통해 "딸이 차량에 갇힌 사실은 없으며, 보험 처리로 9000달러 상당의 마이너스 자산도 해소됐다"고 반박했다. 현재 베터슨 씨는 법적 대응을 준비 중이며, 해당 사건은 지역 언론의 지속적인 관심 속에 추후 진행 상황이 주목된다.
- 경제
2025-05-28 10:08:34
[먹을까? 말까?(102)] 박하, 알츠하이머병 진행 늦춘다?

박하(멘톨, Menthol) 향이 인지 기능을 향상시키고, 알츠하이머병 진행을 늦추는 효과가 있는 것으로 나타났다. 후각을 자극하는 특정 향이 뇌의 면역 반응을 조절해 알츠하이머병의 진행을 늦출 수 있다는 연구 결과가 발표됐다고 사이언스 얼랏이 26일(현지시간) 보도했다. 이 매체에 따르면 최근 스페인 응용의학연구센터(CIMA) 연구진은 멘톨(Menthol) 성분을 흡입한 알츠하이머병 모델 생쥐의 인지 기능이 개선됐으며, 면역 단백질 수치도 정상화되는 현상을 관찰했다고 밝혔다. 연구팀은 2023년 4월 국제 학술지 '첨단면역학회지(Frontiers in Immunology)'에 게재한 논문에서 "멘톨이 뇌 속 염증 유도 단백질인 '인터루킨-1베타(IL-1β)'를 줄이는 동시에 인지 능력 악화를 억제했다"고 설명했다. IL-1β는 우리 몸의 염증 반응을 조절하는 단백질로, 본래는 외부 자극에 대한 방어 기전이지만 과도할 경우 신경 손상으로 이어진다. 이번 연구는 단순한 향기 자극이 뇌의 면역과 신경계 기능에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 동물 실험을 통해 구체적으로 입증한 사례다. 연구를 이끈 면역학자 후안 호세 라사르테(Juan José Lasarte)는 "멘톨이 면역계를 자극하는 향기임을 동물 모델에서 확인했으며, 놀랍게도 6개월간 짧은 노출만으로도 인지 기능 저하를 막았다”고 설명했다. 이는 알츠하이머병을 앓고 있는 생쥐뿐 아니라 건강한 어린 생쥐에서도 동일한 인지 기능 향상 효과가 확인됐다. 멘톨 흡입은 이전에도 생쥐의 면역 반응을 활성화하는 것으로 알려져 있었으나, 이번 연구는 인지 기능 개선이라는 보다 구체적인 뇌 기능 회복 효과를 추가로 입증했다. 연구팀은 실험군 생쥐에게 멘톨을 주기적으로 흡입하게 한 뒤 인지 테스트를 실시했고, 기억력과 공간 인식 능력에서 뚜렷한 향상 효과가 나타났다. 또한 연구진은 T조절세포(Treg cells)의 수를 인위적으로 줄이는 실험에서도 유사한 효과가 나타난 것을 확인했다. 이들 세포는 면역계를 억제하는 기능을 하며, 줄어들 경우 IL-1β 수치가 감소하는 경향을 보였다. 뇌 과염증과 인지 저하 사이의 연관성에서 Treg 세포와 IL-1β가 핵심 조절자인 셈이다. 신경과학자 아나 가르시아-오스타(Ana Garcia-Osta)는 "멘톨 흡입과 Treg 차단 모두 IL-1β 단백질의 감소를 가져왔고, 이는 인지 기능 저하의 주요 원인 중 하나일 수 있다"고 밝혔다. 또한 류마티스 관절염 등 자가면역질환 치료에 쓰이는 특정 약물을 이용해 IL-1β를 억제한 경우에도, 건강한 생쥐와 알츠하이머병 생쥐 모두에서 인지 기능이 향상됐다고 덧붙였다. 이번 연구는 후각과 뇌, 면역계 간의 복잡한 상호작용에 대한 이해를 한층 넓혔다는 평가를 받는다. 인간을 포함한 많은 포유류는 냄새를 감지함으로써 감정, 기억, 신체 반응에 이르기까지 다양한 생리적 변화를 유도한다. 실제로 알츠하이머, 파킨슨병, 정신분열증 등 중추신경계 질환은 공통적으로 후각 기능 저하를 동반하는 경우가 많다. CIMA의 면역학자 노엘리아 카사레스(Noelia Casares)는 "이번 연구는 면역계, 중추신경계, 후각 간의 연결고리를 이해하는 데 있어 중요한 진전"이라며 "냄새 자극과 면역 조절 물질이 알츠하이머뿐 아니라 다양한 신경계 질환의 예방과 치료에 기여할 수 있다는 가능성을 시사한다"고 강조했다. 다만 연구는 생쥐를 대상으로 진행된 실험으로, 인간을 대상으로 한 임상시험까지는 아직 상당한 검증이 필요하다. 그러나 이번 결과는 향후 후각 기반 치료법 개발의 실마리를 제공할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 향기 치료가 단순한 감각 자극을 넘어, 면역과 뇌 건강을 동시에 아우를 수 있는 '다중 타겟 치료 전략'으로 진화할 가능성이 열리고 있다.
- 생활·문화
2025-05-27 17:52:45
[우주의 속삭임(117)] 태양계 형성의 실마리, 초기 목성은 현재보다 2배 컸다

목성이 형성 초기에는 지금보다 훨씬 큰 규모였으며 자기장도 최대 50배 강력했다는 연구 결과가 나왔다. 이 발견은 태양계 전체의 기원과 구조를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다. 미국 캘리포니아공과대학(칼텍, Caltech) 행성과학 교수 콘스탄틴 바티긴와 미시간 대학교 물리천문학 교수인 프레드 C. 애덤스가 이끄는 연구팀은 5월 20일자 '네이처 천문학(Nature Astronomy)'에 발표한 논문에서 목성의 초기 상태를 역산한 계산 결과를 공개했다. 칼텍은 홈페이지를 통해 "목성은 예전에는 현재 크기의 두 배였고 훨씬 더 강한 자기장을 가지고 있었다"고 밝혔다. 흔히 우리 태양계의 '설계자'라고 불리는 목성의 중력은 다른 행성들의 궤도를 형성하고, 그 행성들이 형성된 가스와 먼지 원반을 조각하는 데 중요한 역할을 했다. 논문에 따르면, 태양계의 최초 고체 물질이 생성된 지 380만 년 후, 즉 태양 주위의 물질 원반(원시행성상 성운으로 알려짐)이 소멸하는 중요한 시점에 목성은 지금보다 반지름이 두 배 가까이 컸으며, 자기장은 현재보다 최소 50배 강했다. 연구진은 기존 행성 형성 모델에서 자주 활용되는 가스 축적 속도 등 가정에서 벗어나, 목성의 내측 위성인 아말테아(Amalthea)와 테베(Thebe)의 공전 궤도 기울기를 분석하는 방식으로 접근했다. 이 위성들은 목성의 네 개의 큰 갈릴레이 위성 중 가장 작은 이오보다 목성에 더 가까이 공전한다. 즉, 이들 소형 위성은 목성에 가깝고 공전 궤도가 약간 기울어져 있는데, 이는 태양계 초기부터 거의 변하지 않았을 것으로 추정된다. 이를 통해 연구진은 목성의 원시적 크기와 자기장을 재구성할 수 있었다. 계산 결과 당시 목성은 현재보다 부피가 2000개 이상의 지구를 담을 수 있을 정도로 거대했다. 현재는 약 1321개의 지구를 수용할 수 있는 크기다. 바티긴 교수는 "우리가 어디서 왔는지를 이해하는 것이 궁극적인 목표이며, 이를 위해서는 행성 형성 초기 단계를 파악하는 것이 필수적"이라며 "이번 연구는 목성뿐 아니라 태양계 전체의 형성과 진화를 이해하는 데 중요한 진전을 의미한다"고 말했다. 애덤스는 과거가 오늘날 태양계에 남긴 놀라은 흔적을 강조했다. 그는 "45억 년이 지난 지금도 목성의 초기 물리적 상태를 재구성할 수 있는 충분한 단서가 남아 있다는 것은 놀라운 일이다"라고 말했다. 이번 연구는 초기 목성의 거대한 질량과 자기장이 태양계 전체 구조에 어떤 영향을 미쳤는지에 대해서는 직접 언급하지 않았지만, 목성의 형성과 초기 진화가 태양계의 형성에 '중추적인 역할'을 했다는 점을 강조했다. 해당 논문 제목은 '목성의 원시 물리적 상태 결정(Determination of Jupiter's Primordial Physical State)'이다. 칼텍, 데이비드 및 루실 패커드 재단, 국립과학재단, 미시간대학교, 미시간대학교 이론물리센터가 연구비를 지원했다.
2025-05-26 09:42:37
[퓨처 Eyes(85)] 꿈의 신소재 '슈퍼우드', 강철 10배 강도⋯건축 혁명 예고

"쇠보다 강한 나무." 마치 공상 과학 영화에서나 나올 법한 이야기가 현실로 다가왔다. 미국의 한 연구실에서 평범한 나무를 강철보다 훨씬 강한 신소재로 탈바꿈시키는 놀라운 기술이 개발된 것이다. 메릴랜드에 위치한 생명 공학 스타트업인 인벤트우드(InventWood)는 수년 간의 연구 개발 끝에 '슈퍼우드(Superwood)'라는 혁신적인 목재를 세상에 선보이며 건축 산업의 판도를 뒤흔들 준비를 하고 있다. 이들이 개발한 슈퍼우드는 겉보기에는 일반 나무와 다를 바 없지만, 그 성능은 상상을 초월한다. 인벤트우드에 따르면, 슈퍼우드는 분자 수준의 변형을 통해 원래 나무보다 무려 12배나 더 강하고 10배나 더 단단한 강도를 자랑한다. 특히 주목할 점은 무게 대비 강도인데, 슈퍼우드는 강철보다 거의 10배나 더 뛰어난 성능을 보여준다. 가벼우면서도 튼튼한 건축 자재로서의 엄청난 잠재력을 보여주는 대목이다. 해당 내용은 과학 전문 매체 인터레스팅 엔지니어링과 테크 크런치에 실렸다. 과학과 자연의 조화, 슈퍼우드 탄생 이 혁신적인 기술은 메릴랜드 대학교의 저명한 재료 과학자인 리앙빙 후(Liangbing Hu) 박사의 주도적인 연구에서 비롯됐다. 탄소 나노튜브 분야에서 혁혁한 공을 세웠던 그는 나무의 세포 구조를 정밀하게 제어하고 압축하는 독특한 방식을 통해 슈퍼우드를 개발하는 데 성공했다. 이 과정에서 나무가 가진 따뜻함, 질감, 가공성, 자연스러운 아름다움 등의 장점은 그대로 유지하면서도 강도, 내구성, 물을 막는 성질, 불에 견디는 성질, 해충에 견디는 성질 등 다양한 성능이 획기적으로 향상되었다. 인벤트우드의 알렉스 라우(Alex Lau) 최고경영자는 "슈퍼우드는 자연의 가장 고도로 진화된 구조와 혁명적인 과학 기술이 결합했을 때 무엇이 가능한지를 보여주는 사례"라며, 최근 확보한 1500만 달러(약 209억 4900만 원)의 시리즈 A 펀딩을 통해 슈퍼우드의 생산 규모를 확대할 계획이라고 밝혔다. 슈퍼우드의 잠재력에 대한 기대감은 전문가들 사이에서도 높다. 미국의 저명한 환경 운동가이자 기업가인 폴 호켄(Paul Hawken)은 슈퍼우드를 "자연 세계의 천재성을 칭송하는 놀라운 혁신"이라고 극찬하며, 전 세계 건축 산업의 미래를 만들어갈 소재가 될 것이라고 내다봤다. 인벤트우드는 이미 미국 에너지부, 국방부, 그랜섬 재단 등 주요 공공 및 민간 투자 기관으로부터 총 5000만 달러(약 698억 3000만 원)가 넘는 자금을 유치하며 기술력과 성장 가능성을 인정받았다. 이들은 확보한 자금을 바탕으로 첫 번째 상업 규모의 제조 공장을 건설하고, 주거 및 상업용 건축 시장을 겨냥한 슈퍼우드 생산에 박차를 가할 예정이다. 슈퍼우드 제조 과정과 뛰어난 성능 라우 최고경영자는 "슈퍼우드가 요구하는 엄격한 기준을 충족하기 위해 국내 생산을 우선시하고 있다"며, "올해 3분기부터 상업적 선적을 시작하여 숲에서 최종 제품에 이르기까지 모든 공정에서 타협 없는 품질을 제공하고 미국 제조업을 지원하는 데 집중할 것"이라고 강조했다. 인벤트우드는 슈퍼우드 생산을 통해 지역 경제 활성화는 물론, 해외 생산 때문에 발생하는 탄소 배출량과 물류 위험을 줄이는 데도 기여할 것으로 기대하고 있다. 북미 시장의 원활한 진출을 위해 최근에는 고성능 건축 자재 공급업체인 인텍추럴(Intectural)과 전략적 동반자 관계를 맺기도 했다. 인벤트우드는 슈퍼우드가 수입산 철강이나 알루미늄을 대체할 수 있는 지속 가능하고 현지 생산이 가능한 대안을 적극적으로 모색하고 있는 미국의 상황에 딱 맞는 해법이 될 것이라고 믿고 있다. 이들은 슈퍼우드가 아름다움, 강도, 디자인의 융통성을 모두 갖춘 친환경적인 고성능 건축 자재로서, 현대 건축의 중요한 요구 사항인 기후 변화에 대한 적응력과 경제성까지 충족시킬 수 있을 것으로 전망하고 있다. 강철을 넘어선 나무의 힘 슈퍼우드의 핵심 기술은 목재의 주성분인 셀룰로스와 리그닌 중 셀룰로스를 강화하는 데 있다. 라우 최고경영자는 "셀룰로스 나노크리스탈은 실제로 탄소 섬유보다 더 강하다"고 설명한다. 인벤트우드는 식품 산업에서 사용하는 안전한 화학 물질을 사용하여 목재의 분자 구조를 변형시킨 후, 압축 과정을 통해 셀룰로스 분자 사이의 수소 결합을 획기적으로 늘린다. 라우 최고경영자는 이 과정에 대해 "우리는 소재를 4배로 압축할 수 있다. 단순히 섬유가 4배 많아졌으니 4배 더 강해질 것이라고 생각할 수 있지만, 실제로 만들어지는 수많은 추가 결합 덕분에 약 10배나 더 강해진다"고 덧붙였다. 이러한 혁신적인 공정을 통해 탄생한 슈퍼우드는 인장 강도가 강철보다 50% 더 높으며, 무게 대비 강도는 무려 10배나 더 뛰어나다. 또한 클래스 A(Class A) 방화 등급을 받아 불에 매우 잘 견디며, 부패와 해충에도 뛰어난 저항력을 보인다. 여기에 특정 폴리머를 더하면 외부 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있어 건물 외벽, 데크, 지붕 등의 다양한 건축 자재로 활용될 수 있다. 인벤트우드의 초기 제품은 상업용 및 고급 주거용 건물의 외장재 시장을 겨냥할 예정이다. 건축 산업의 미래를 바꿀 혁신 압축 과정은 슈퍼우드의 색깔에도 독특한 변화를 가져온다. 라우 최고경영자는 "압축을 통해 색깔이 더욱 진해져 고급스러운 열대 경목과 같은 겉모습을 갖게 된다"고 설명한다. 실제로 인벤트우드가 공개한 슈퍼우드 견본품은 호두나무나 이페와 같은 고급 목재의 깊고 풍부한 색감을 그대로 보여준다. 놀라운 점은 이러한 아름다운 색깔이 어떠한 염색 과정 없이 자연적으로 만들어진 것이라는 사실이다. 인벤트우드의 궁극적인 목표는 나무 조각을 활용하여 어떤 크기로든 맞춤형 구조용 빔을 생산하는 것이다. 라우 최고경영자는 슈퍼우드 견본품을 들어 올리며 "우리의 I형 빔이 이렇게 생겼다고 상상해 보라. 호두나무나 이페처럼 아름다운 자연색 그대로이며, 어떠한 착색도 하지 않았다"고 말했다. 이는 슈퍼우드가 단순한 외장재를 넘어 건축물의 뼈대를 이루는 핵심 구조재로까지 활용될 수 있음을 시사한다. 강철보다 강하고, 불에도 잘 타지 않으며, 아름다운 겉모습까지 갖춘 슈퍼우드의 등장은 건축 산업에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대된다. 지속 가능한 친환경 건축에 대한 요구가 높아지는 가운데, 슈퍼우드는 환경 보호와 성능 향상이라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있는 매력적인 대안이 될 수 있을 것이다. 인벤트우드가 곧 대량 생산 체제를 갖추게 되면, 우리는 머지않아 슈퍼우드로 지어진 건물들을 전 세계 곳곳에서 만나볼 수 있을지도 모른다.
- IT·과학
2025-05-22 13:03:33
'전자레인지 사용 가능' 표기 지퍼백, 치매 유발 미세플라스틱 논란⋯미국서 집단 소송 제기

미국 가정에서 2억여 명이 사용하는 식품 보관 용기 브랜드 '지퍼락(Ziploc)'이 미세플라스틱 유출 논란에 휩싸였다. 미국 캘리포니아주에서 해당 제품을 제조·판매하는 S.C.존슨(S.C. Johnson)을 상대로 제기된 집단소송은, 전자레인지 및 냉동 보관에 안전하다고 표기된 지퍼락 제품이 실제 사용 과정에서 유해 물질을 방출하고 있다고 주장했다고 데일리 메일이 20일 보도했다. 현지시각 20일 공개된 51쪽 분량의 소장에 따르면, 해당 소송은 지퍼락의 냉동백·슬라이더백·저장용기 등이 '전자레인지 사용 가능(Microwave Safe)', '냉동 보관(Freezer)' 등의 문구를 내세워 소비자에게 잘못된 안전 인식을 심어줬다고 지적했다. 소송을 제기한 캘리포니아 주민 린다 체슬로(Linda Cheslow)는 제품에 사용된 폴리에틸렌(polyethylene)이 전자레인지 가열 또는 냉동 시 분해되어 미세플라스틱을 방출한다고 주장했다. 특히 "전자레인지로 3분간 가열할 경우, 플라스틱 1㎠ 당 최대 4.22만개의 미세플라스틱과 21억대 이상의 나노플라스틱이 배출될 수 있다"고 지적했다. 미세플라스틱은 5mm 미만의 플라스틱 입자로, 장기간 노출시 암, 심혈관 질환, 생식계 문제 등과 연관이 있다는 연구 결과가 잇따르고 있다. 이번 소송은 특히 "최근 8년간 인간 뇌조직 내 미세플라스틱 농도가 50% 증가했으며, 치매 환자에게서 그 농도가 현저히 높게 나타났다"고 경고했다. 더 나아가 간과 신장, 골수 등 심부 조직에서도 관련 입자가 검출됐다고 밝혔다. S.C.존슨 측은 이에 대해 "지퍼락 제품은 사용 지침에 따라 사용할 경우 안전하며, 해당 소송은 근거가 없다"고 반박했다. 그러나 해당 소송은 향후 식품 포장용 플라스틱 제품 전반에 대한 소비자 인식과 규제 기준에 변화를 촉발할 가능성이 있다. 소송은 캘리포니아주 내 소비자뿐 아니라 전국 단위 소비자들도 청구권을 가질 수 있다고 주장하고 있으며, 손해배상 및 관련 소비자 보호 조치를 요구하고 있다. 한편 미국 식품의약국(FDA)은 해당 제품군의 '전자레인지 안전성' 표시 기준에 대한 규제가 시대에 뒤처졌다는 비판을 받아왔으며, 이번 사안을 계기로 표기 기준 재검토 압박이 거세질 전망이다.
- 생활·문화
2025-05-20 14:58:44
[기후의 역습(137)] 2020년 이후 출생 아동 절반, '역대급' 기후 극단현상에 노출

극심한 더위와 가뭄, 산불 등 기후변화로 인한 인류의 장기적 영향이 구체화되고 있다. 최근 국제학술지 네이처(Nature)에 게재된 연구에 따르면, 2020년 이후 태어난 전 세계 아동의 절반 이상이 생애 전례 없는 수준의 기후 극단현상에 직면할 가능성이 높다고 경고했다. 14일(현지시간) 세계경제포럼에 따르면 해당 연구는 산업화 이전 대비 지구 평균기온 상승폭을 1.5도 이내로 억제하더라도, 폭염·가뭄·산불 등 극단적 기후 사건의 평생 노출 빈도는 이전 세대와 비교해 현저히 증가할 것으로 분석했다. 예를 들어, 브뤼셀을 사례로 든 분석에서는 2020년생이 일생 동안 겪게 될 폭염 횟수가 11회에 달할 것으로 추산됐으며, 이는 동일 조건에서 산업화 이전 세대의 3배 수준이다. 연구진은 이러한 노출을 "산업화 이전 기후에서는 1만 분의 1 확률로만 발생하는 정도의 이례적 현상"이라고 정의했다. 특히 사회경제적 취약계층일수록 이 같은 위험에 더욱 크게 노출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 하와이, 기후위기 대응 위해 숙박·크루즈 관광세 인상 추진 한편, 미국 하와이주는 기후변화 대응 재원을 마련하기 위해 '그린 피(Green Fee)' 법안을 통과시켰다. 이 법안은 숙박세를 인상해 기후재난 복구와 환경보호 예산으로 활용하는 내용을 담고 있으며, 현재 주지사의 최종 서명만을 남겨두고 있다. 해당 법안에 따르면, 호텔·리조트·에어비앤비 등 단기 숙박시설에는 기존 숙박세에 0.75%의 추가 세율이 부과된다. 또한 하와이 항구에 정박하는 크루즈 선박에는 최대 11%의 세율이 적용되며, 이는 선박이 머무는 기간에 따라 차등 계산된다. 조시 그린 하와이 주지사는 "하와이는 기후위기에 대응하는 새로운 기준을 제시하고 있다"며, 법안 서명 마감일인 7월 9일 이전에 최종 결정을 내릴 예정이다. 기타 주요 자연·기후 관련 최근 이슈 우리나라도 지난 3월 봄 철 지속된 건조한 날씨로 산청과 의성에서 산불이 발생해 천문학적인 재산 피해를 입었다. 3월 21일 발화해 3월 31일 진화된 산청 산불은 연기가 멀리까지 타고 번져 진주시, 사천시, 광양시 등에서 탄내가 진동하고 미세먼지 농도가 치솟는 등 간접적인 피해를 입었다. 의성 산불은 3월 22일 의성군 3곳에서 동시 다발적으로 발생한 초대형 산불로, 28명이 사망하고 32명이 부상을 입었으며, 3만6674명의 이재민이 발생했다. 두 지역 모두 최근 수년 째 이어진 봄철 극심한 가뭄과 3월 고온건조한 환경 조성으로 인한 기후위기의 증거로 거론됐다. 로이터통신에 따르면 유럽연합(EU)의 지속가능성 보고 기준 변경안이 시행될 경우, 유럽 기업들이 기후 관련 소송에 더 많이 노출될 수 있다는 우려가 법학자들 사이에서 제기됐다. 노후 인공위성의 환경 악영향에 대한 우려도 커지고 있다. 지구물리학 연구 대기 저널(Journal of Geophysical Research Atmospheres)에 발표된 연구에 따르면, 궤도상에서 연소되는 위성은 오존 회복에 악영향을 줄 수 있으며 대기 오염 물질을 방출할 가능성이 있다. 국제기상연구단체인 세계기상기여연구소(World Weather Attribution·WWA)에 따르면 지난 4월 미국 중부 미시시피 계곡에서 발생한 4일간의 홍수성 폭풍은 인간이 유발한 기후변화로 인해 강도가 9% 더 높아지고, 발생 가능성은 40% 증가한 것으로 나타났다. 네이처 보고서에 따르면 기후변화로 유발된 산불로 인한 미세먼지 지난 15년간 미국에서 약 1만5000 명의 조기 사망 원인으로 작용했으며, 수십억 달러 규모의 경제적 손실을 야기했다는 연구 결과도 발표됐다. 피해는 캘리포니아, 오리건, 워싱턴주에 집중됐다. 이처럼 기후·환경 이슈 대응의 시급성이 날로 강조되는 가운데, 개인과 국가 뿐만 아니라 국제사회가 다양한 제도적·기술적으로 힘을 모야야 할 때다.
- 사회
2025-05-16 10:33:59
[퓨처 Eyes(84)] 양자 순간이동·통신망 현실화⋯미래 인터넷 혁명 '성큼'

공상과학 영화의 단골 소재였던 '양자 순간이동'과 이를 바탕으로 한 '양자 통신망'이 현실로 다가오고 있다. 최근 미국 연구진들이 양자 입자를 기존 상용 통신망을 통해 장거리 전송하는 데 성공하고, 실제 캠퍼스 사이 양자 통신망을 구축하는 등 눈에 띄는 성과를 잇따라 발표하며 차세대 정보통신 혁명의 시작을 알리고 있다. 이들 연구는 미래 통신 보안을 크게 높이고, 상상하기 어려웠던 초고성능 컴퓨터 활용과 자료 전송을 가능하게 할 양자 통신망 시대로 가는 중요한 길잡이가 될 것으로 기대를 모은다. '양자 얽힘'으로 29km 전송…공용망 순간이동 시대 열다 먼저, 미국 노스웨스턴 대학교 맥코믹 공과대학 연구팀은 2024년 12월 과학 학술지 '옵티카(Optica)'에 약 18마일(약 29km)에 이르는 공용 인터넷 기반 시설을 통해 양자 입자를 순간이동시키는 데 성공했다고 발표했다. 이는 30년에 걸친 연구의 결실이며, 양자 순간이동이 실험실 수준을 넘어 실제 사용 중인 인터넷 자료 채널을 통해 이뤄진 첫 사례라는 점에서 큰 의미가 있다. 양자 순간이동의 핵심 원리는 '양자 얽힘'이다. 1930년대 알베르트 아인슈타인이 처음 그 개념을 제시한 양자 얽힘은 멀리 떨어진 두 입자가 마치 보이지 않는 끈으로 연결된 것처럼 서로 작용하는 아원자 세계의 기이한 현상이다. 한 입자의 양자 상태(위치, 방향 등)가 결정되면, 아무리 멀리 떨어져 있어도 다른 쪽 얽힌 입자의 상태가 즉시 똑같이 결정된다. 이때 정보가 전송되는 순간, 원본 입자는 사라지고 다른 곳에 완벽한 물리적 복제품이 생긴다. 이 원리를 큰 규모로 넓히면 상품이나 사람까지도 순간이동시킬 수 있다는 이론적 바탕이 된다. 1997년 첫 양자 순간이동 실험 성공 뒤 여러 연구가 진행됐지만, 양자 정보는 매우 취약해 외부 파형이나 자기장 등 미세한 흔들림에도 신호가 쉽게 약해지거나 '결어긋남(decoherence)' 현상으로 양자적 특성을 잃는 한계가 있었다. 이 때문에 이전까지 성공 사례는 대부분 독립된 전용 광섬유 채널을 통해서만 이뤄졌다. 연구팀은 "기존 통신망은 수많은 자료가 오가는 혼잡한 고속도로와 같아, 약한 양자 신호가 그 속에서 결맞음을 유지하며 전송되기는 거의 불가능하다고 여겼다"고 설명했다. 노스웨스턴 연구팀은 이 어려운 문제를 해결하려고 빛이 물질을 통과할 때 생기는 '빛 흩어짐' 현상을 제어하는 독창적인 방법을 생각해냈다. 특정 조건을 설정해 광자(빛의 입자)를 쏘아, 신호가 움직이는 길을 최소화하고 외부 간섭을 줄이는 데 성공했다. 이 방법으로 연구팀은 최대 400기가비트에 이르는 일반 인터넷 통행량 속에서도 양자 입자의 결맞음을 유지하며 정보를 전송할 수 있음을 증명했다. 이 성과는 양자 자료를 전송하려고 값비싼 전용 기반 시설을 새로 만들 필요 없이 기존 통신망을 활용할 수 있다는 가능성을 보여, 양자 통신망 상용화의 가장 큰 걸림돌 하나를 해결했다는 평가다. 단일 광자·칩 기술로 캠퍼스 연결…'RoQNET' 통신망 구축 다음으로, 미국 로체스터 대학교와 로체스터 공과대학교(RIT) 공동 연구팀은 최근 두 캠퍼스를 잇는 약 11마일(약 17.7km) 거리의 실험용 양자 통신망 'RoQNET(Rochester Quantum Network)'을 성공적으로 구축하고, 그 결과를 국제 학술지 '옵티카 퀀텀(Optica Quantum)'에 발표했다. 이 통신망은 보통 온도에서 빛 알갱이 하나하나를 이용해 광섬유 선을 따라 정보를 보내는 방식으로 구현했다. 양자 통신은 정보를 양자 비트, 곧 '큐비트(qubit)'에 담아 보낸다. 큐비트는 한번 보면 상태가 바뀌는 양자적 특성 때문에 다른 사람이 중간에 정보를 가로채려 하면 바로 드러난다. 따라서 이론적으로 복제나 도청이 불가능한, 궁극의 보안 통신을 이룰 수 있다. 큐비트는 원자, 초전도체, 다이아몬드 결함 등 여러 방식으로 만들 수 있지만, 먼 거리 통신에는 빛의 입자인 광자가 가장 알맞은 수단으로 꼽힌다. RoQNET 사업의 핵심 기술은 빛 알갱이 집적 회로(PICs)다. 연구팀은 고비선형 결정과 광섬유 배열 장치를 합친 빛 알갱이 칩을 개발해, 여기서 만든 '가시광선-통신 파장대역 얽힘 빛 알갱이 쌍'을 질화규소와 실리콘 바탕 빛 알갱이 집적 회로로 처리해 양자 정보를 보낸다. 가시광선 빛 알갱이는 작은 단일 광자 눈사태 다이오드(SPAD)로 효율 높게 찾아낼 수 있고, 통신 파장대역 빛 알갱이는 기존 광섬유에서 손실이 적어 먼 거리 전송에 유리하다. 로체스터 대학교의 니컬러스 바미바카스 교수는 "RoQNET은 통신을 보호하고 분산 컴퓨터 활용과 영상화에 대한 새로운 길을 열 양자 통신망을 만드는 흥미로운 단계"라며 "특히 양자 빛 생성과 고체 바탕 양자 기억 매듭(노드)을 위해 집적 양자 빛 알갱이 칩을 쓴다는 점에서 다른 실험용 양자 통신망과 다르다"고 강조했다. 현재 광섬유를 이용한 양자 통신 연구는 부피가 크고 값비싼 초전도 나노선 단일 광자 검출기(SNSPD)에 기대는 때가 많지만, 연구팀은 이러한 장벽을 넘어서려고 기술 개발에도 힘쓰고 있다. RIT의 스테판 프레블 교수는 "빛 알갱이는 빛의 속도로 움직이며 넓은 파장 범위를 통해 여러 종류 큐비트와 통신할 수 있다"면서 "RoQNET은 분산 양자 얽힘을 구현하기 위한 중요한 시험대"라고 밝혔다. 연구팀은 앞으로 RoQNET을 브룩헤이븐 국립 연구소, 스토니브룩 대학교, 공군 연구소, 뉴욕 대학교 등 뉴욕주 안 다른 연구 시설과 잇는 것을 목표로 한다. 궁극의 보안과 초고속 연산…양자 인터넷이 가져올 미래 이들 연구 성과는 '양자 통신망'이라는 궁극 목표를 향한 중요한 진일보로 평가된다. 양자 통신망이 이루어진다면, 현재 우리가 쓰는 인터넷과 견주어 그 성능과 가능성은 "일반 인터넷과 옛날 봉화의 차이만큼이나 클 것"이라고 전문가들은 내다본다. 양자 통신망은 우리가 아직 생각조차 하지 못하는 강력한 응용 프로그램을 가능하게 할 것으로 기대된다. 대표적으로 풀 수 없는 수준의 매우 강력한 암호 기술, 기하급수적으로 더 빠르고 정확하게 배우는 인공지능(AI), 그리고 현재 기술로는 분석이 불가능한 온 세상 날씨 변화나 복잡한 금융 체계 등을 정확하게 모형으로 만들고 내다보는 수단 등을 마련해 줄 것으로 보인다. 기존 통신망 활용 기대…상용화 향한 중요 이정표 오늘날 인터넷이 널리 흩어진 매듭(노드)과 전송 체계(공중파, 바닷속 케이블, 광섬유 등)로 정보를 주고받듯이, 양자 통신망 역시 비슷한 연결망 구조를 갖출 것이다. 지난날에는 양자 정보를 기존 자료 기반 시설과 함께 보내기가 불가능하다고 여겼지만, 노스웨스턴 대학 연구는 이 문제 해결의 실마리를 마련했다. 덕분에 양자 통신망 시대로 나아가기 위해 완전히 새로운 전선, 탑, 노드 체계를 만드는 데 드는 막대한 비용과 시간을 아낄 수 있게 됐다. 두 연구팀 성과는 저마다 다른 길을 따르지만, 궁극으로는 양자 정보를 더 안정적이고 효율적으로 보내 실용적인 양자 연결망과 양자 통신망을 만들려는 공동 목표를 향한다. 공상과학 영화 속에서나 가능했던 순간이동과 초지능형 연결망이 차츰 현실의 문을 두드리고 있다. 이러한 현실화는 단순한 기술 발전을 넘어, 인류의 소통 방식과 정보 처리 능력에 근본적인 변화를 가져올 '미래 통신망을 향한 거대한 도약'으로 기록될 전망이다.
- IT·과학
2025-05-15 10:15:12
[우주의 속삭임(114)] "금성 지각, 예상보다 얇고 역동적"⋯NASA, 새로운 지질 순환 모델 제시

미 항공우주국(NASA)이 지원한 최신 연구에서 지구의 '뜨거운 쌍둥이'로 불리는 금성의 지각이 기존 예측보다 얇고, 독자적인 방식의 지각 변화 과정을 겪고 있다는 분석이 제기됐다. 12일(현지시간) 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표된 논문에 따르면, 금성의 평균 지각 두께는 약 40km, 최대 65km에 불과한 것으로 나타났다. 이는 높은 열과 압력을 지닌 금성의 환경을 감안할 때 의외로 얇은 수준이다. 지구의 지각은 여러 개의 거대한 판으로 구성되어 천천히 이동하며, 충돌, 융기, 침강을 반복한다. 이 같은 판 구조운동(plate tectonics)은 지각의 두께와 성분을 결정짓는 핵심 매커니즘으로 작용해왔다. 두 판이 충돌할 경우, 밀도가 낮은 판이 위로 올라가고, 무거운 판은 지구 내부 맨틀로 끌려 들어가게 되는 데, 이 과정에서 고온 고압 환경에 노출된 암석은 성질이 변하는 '변석작용(metamorphism)'을 겪는다. 그러나 금성에서는 이러한 판 운동의 증거가 발견되지 않는다. NASA 존슨우주센터 산하 행성과학부문의 저스틴 필리베르토(Justin Filiberto) 부소장은 "금성은 단일 지각판 구조를 가지고 있으며, 지구처럼 판 충돌에 의한 지각 침강 현상이 없다"고 설명했다. 그럼에도 불구하고 연구진은 금성 지각의 하부가 시간이 지나며 점점 더 조밀해져, 일정 두께를 넘어서면 아래 맨틀로 떨어지거나, 고온으로 인해 녹아내리는 과정을 거친다는 모델을 제시했다. 이 과정 역시 지각 물질을 내부로 되돌려 보내고, 화산 활동을 유발하는 메커니즘으로 작용할 수 있다. 판 구조운동이 없는 금성에서, 암석의 밀도와 열 변화에 기반한 이러한 지각 순환이 새롭게 주목받고 있다. 필리베르토 부소장은 "지각이 더 두꺼워지면 바닥층이 밀도 증가로 인해 멘틀에 흡수거나 용융되며, 이로 인해 수분과 원소가 다시 내부로 순환될 수 있다"며 "이는 금성에서 용암이 생성되고 화산이 분출되는 메커니즘을 설명할 수 있는 새로운 틀"이라고 설명했다. 이번 연구는 금성의 내부 구조와 화산, 대기 진화를 이해하는 데 중요한 실마리를 제공할 것으로 보인다. NASA는 앞으로 금성 표면과 대기를 직접 관측할 수 있는 탐사 미션을 준비 중이다. 다빈치(DAVINCI·금성의 대기 성분 조사), 베리타스(VERITAS·표면 지형 및 화산 활동 탐사), 유럽우주국(ESA)의 엔비전(EnVision) 등 차세대 탐사선들이 금성의 지각 구성과 활동성을 정밀 분석할 예정이다. 필리베르토는 "금성의 화산 활동이 실제로 얼마나 활발한지에 대해서는 아직 명확한 데이터가 없다"며 "다양한 탐사를 통해 지질 및 대기 활동의 상호 작용을 밝혀낼 수 있기를 기대한다"고 덧붙였다.
2025-05-13 09:48:41
[단독] 현대차·기아 '세타 II' 엔진 고질적 문제점 심층 분석

현대자동차와 기아가 주력 엔진으로 활용해온 '세타 Ⅱ(Theta Ⅱ)' 엔진이 미국에서 대규모 리콜과 집단소송에 휘말리며 신뢰성 논란에 직면했다. 엔진 결함으로 인한 시동 꺼짐, 과도한 오일 소비 등 구조적 문제가 연이어 제기되면서, 품질 리스크가 기업 이미지와 장기 수익성에 악영향을 미칠 수 있다는 우려가 커지고 있다. 현대자동차가 2004년 소나타에 최초로 탑재한 '세타(Theta)' 엔진은 당시로서는 획기적인 연비 개선과 출력 향상을 내세우며 한국 자동차 기술의 전환점을 상징했다. 현대자동차의 세 번째 올 알루미늄 엔진인 세타는 가솔린 4기통 자동차 엔진 제품군으로, 2004년 8월 한국에서 공개된 4세대 현대 소나타 세단(코드명 NF)에 처음 적용됐다. 알루미늄 블록 기반의 이 엔진은 이후 2009년 '세타Ⅱ(Theta II)' 엔진으로 진화했고, 소나타를 비롯해 싼타페, 투싼 등 주요 중형급 모델은 물론, 기아의 포르테, 옵티마, 쏘렌토 등 다양한 차량에 폭넓게 탑재됐다. 또한 현대자동차 앨라배마 공장(HMMA)은 앨라배마주 몽고메리 자동차 공장 부지에 세타 II 엔진 공장을 건설했다. 그러나 세타Ⅱ 엔진은 수백만 대의 리콜과 미국 내 대규모 집단소송으로 이어진 심각한 결함 논란의 중심에 서 있다. 2015년 현대차는 2011~2012년형 일부 모델에 대해 첫 리콜을 실시했다. 미국 고속도로교통안전국(NHTSA)의 조사 결과, 앨라배마 공장에서 생산된 세타Ⅱ 엔진에서 금속 이물질이 제대로 제거되지 않은 채 조립돼 크랭크축 인근에 잔류, 오일 순환을 방해하고 커넥팅 로드 베어링 손상 및 엔진 시즈(engine seizure)를 유발할 수 있음이 밝혀졌다. 이후 2017년 리콜 범위가 확대됐으며, 기아차 역시 동시기에 리콜 대상에 포함됐다. 엔진 내부에서 노킹(knocking) 소리가 발생하거나 계기판의 엔진 경고등 및 오일 압력 경고등이 점등되면 이상 징후로 간주해야 하며, 이 경우 주행 중 시동 꺼짐 등 심각한 안전 문제로 이어질 수 있다. 현대차·기아는 이러한 리스크를 줄이기 위해 노킹 감지 시스템(Knock Sensor Detection System, KSDS)을 개발, 일부 차량에 장착하고 있으나, 완전한 해결책으로 보기에는 부족하다는 지적도 이어진다. 또한 세타Ⅱ 엔진은 엔진 시즈 외에도 △ 흡기밸브 카본 축적 △ 오일 과소비 문제로 신뢰성에 지속적인 의문을 받고 있다. GDI(가솔린 직분사) 방식 특성상 연료가 흡기밸브를 통과하지 않고 연소실에 직접 분사되기 때문에, 장기간 운행 시 흡기밸브에 탄소가 쌓여 엔진 효율 저하 및 출력 저하로 이어질 수 있다. 오일 과소비 문제도 상당하다. 미국 자동차 소비자 불만 사이트인 카컴플레인트닷컴(CarComplaints.com)은 2011~2013년형 및 2015년형 소나타에 대해 "절대 피해야 할 모델(avoid like the plague)" 또는 "고물(clunker)" 등 극단적인 표현까지 사용하며 경고했다. 2020년 기아가 발행한 정비 기술 공문(TSB)에 따르면, 2011~2022년 생산된 기아 차량 중 세타 및 일부 엔진이 오일 소모 과다로 인해 오일 슬러지 형성, 이상 마모, 카본 축적 등이 동반될 수 있다고 명시돼 있다. 한편, 현대차·기아는 공식 홈페이지 및 미국 고속도로교통안전국(NHTSA) 사이트를 통해 해당 차량이 리콜 대상에 포함됐는지를 확인할 수 있도록 하고 있다. 전문가들은 "현대차가 내연기관 기술에서 글로벌 수준으로 도약하던 시점에 개발된 쎄타 엔진이 결과적으로 신뢰성 문제로 브랜드 이미지에 타격을 준 사례"라고 지적하며, "지속적인 결함 대응과 품질 개선이 없다면 장기적 경쟁력 유지에 부담이 될 수 있다"고 평가했다.
- 경제
2025-05-12 13:12:13
국산 굴껍데기, 미국 수출길 열다⋯친환경 고순도 칼슘 120억 공급 계약

국내 기술로 굴 껍데기에서 추출한 친환경 고순도 칼슘이 미국 시장에 본격 진출한다. 한국화학연구원은 11일, 연구원 창업기업인 피엠아이바이오텍(PMI)이 굴 패각을 원료로 제조한 고순도 칼슘을 향후 5년간 약 120억원 규모로 미국의 글로벌 유통기업에 공급하는 계약을 체결했다고 밝혔다. 해양수산부에 따르면 2022년 기준 국내에서 연간 배출되는 굴 껍데기는 30만t을 넘어선다. 이로 인한 처리 비용만 수백억원에 달하고, 부패 시 악취와 함께 토양 및 수질 오염을 유발해 '골칫덩이'로 취급돼 왔다. 이를 자원으로 활용하려는 시도가 이어졌으나, 기존에는 소성 공정 또는 강알칼리성 화학물질을 사용하는 방식이 주를 이뤄 에너지 소비가 많고 온실가스 및 악취 유발 물질을 배출하는 등의 환경 문제가 지적돼 왔다. PMI는 이 같은 한계를 넘어선 친환경 기술을 자체 개발해 주목받고 있다. 회사가 개발한 공정은 연료를 사용하지 않고, 패각이 녹아 있는 수용액에 수산화 이온을 흘려 칼슘을 추출하는 방식이다. 이 과정에서 발생한 이산화탄소와 폐수까지 재활용해 공정 내 온실가스 배출량을 최소화했으며, 재생에너지 기반 전력을 사용해 에너지 효율도 대폭 향상시켰다. 특히 공정 전반에서 휘발성유기화합물(VOCs) 배출이 거의 없어 악취 문제도 해소했다는 것이 연구팀의 설명이다. 이번 기술로 생산된 칼슘은 식품 및 건강기능식품 원료로 활용 가능한 프리미엄급 제품으로, 99% 이상의 고순도를 자랑한다. 중금속 함유량은 기존 제품의 0.1~1% 수준에 불과하며, 생체 흡수율은 3배 이상 높아 기존 수입산 대비 품질 경쟁력에서도 우위를 보이고 있다. 박정규 PMI 대표는 "이번 계약은 그동안 전량 수입에 의존하던 친환경 칼슘을 국산화한 첫 사례”라며 “다양한 글로벌 기업들과의 테스트를 통해 품질의 우수성을 입증한 결과"라고 강조했다. 이번 수출을 계기로 국내 해양 폐기물 자원의 고부가가치화와 환경문제 해결이라는 두 마리 토끼를 잡는 전기가 마련될 것으로 기대된다.
- 경제
2025-05-11 20:51:54
[우주의 속삭임(113)] 은하에서 쏟아진 '유령 입자'⋯중성미자 생성 메커니즘의 새 해석

남극 얼음속에 묻힌 입자 망원경이 우리 우주의 가장 수수께끼 같은 입자인 '중성미자(neutrino)'에 대한 새로운 단서를 포착했다. 미국 UCLA와 일본 오사카대, 도쿄대 카블리 우주물리수학연구소(Kavli IPMU) 등 국제 공동 연구진은 오징어 은하로도 불리는 '은하 NGC 1068'에서 유래한 고에너지 중성미자 신호를 분석해 기존 이론과는 다른 생성 경로를 제안했다고 UCLA 매거진이 지난 7일(현지시간) 보도했다. 중성미자는 전기적으로 중성이며, 물질과 거의 상호 작용하지 않아 '유령입자'로 불린다. 이러한 특성 탓에 우주의 기원을 밝히는 열쇠로 주목받고 있지만, 감지 자체가 극도로 어렵다. 이에 따라 연구진은 남극 빙하 1㎦ 깊숙이 5160개의 센서를 설치한 아이스큐브 중성미자 관측소(IceCube Neutrino Observatory)를 활용해 이 입자를 추적해왔다. UCLA의 물리 및 천문학 교수이자 카블리 IPMU의 선임 연구원인 알렉산더 쿠센코(Alexander Kusenko)는 "우리는 빛을 사용하여 별을 보는 망원경을 가지고 있지만 이러한 천체 물리학 시스템 중 상당수는 중성미자를 방출한다"고 말했다. 남극 입자 망원경에 대해 쿠센코 교수는 "중성미자를 보려면 다른 유형의 망원경이 필요하며, 이것이 바로 남극에 있는 망원경이다"라고 설명했다. NGC 1068에서 이번에 감지된 중성미자는 놀랍도록 강한 신호를 보였지만, 통상 함께 나타나야할 고에너지 감마선의 발산은 에상보다 훨씬 약했다. 일반적으로 활동성 은하핵(AGN)에서는 양성자와 광자의 충돌로 중성미자와 감마선이 동시에 생성되는데, NGC 1068에서는 이러한 상관관계가 깨진 것이다. 연구진은 새로운 논문에서 이 현상의 원인을 중성자 붕괴로 설명했다. 해당 은하 중심에서 방출된 제트가 자외선 광자와 충돌하며 헬륨 원자핵이 분해되고, 이 과정에서 방출된 중성자가 붕괴하며 중성미자를 생성한다는 것이다. 이때 발생하는 전자도 감마선을 만들지만, 그 세기는 매우 약해 관측 결과와 부합한다. 논문 제1저자인 야스다 고이치로 UCLA 박사과정 연구원은 "수소는 양성자 하나로 이뤄져 광자와 충돌하면 강한 감마선과 중성미자를 동시에 만든다. 반면, 헬륨에는 중성자가 있어 감마선 없이도 중성미자를 생성할 수 있다"며 NGC 1068에서 관측되는 중성미자의 기원은 헬륨일 가능성이 가장 높다고 밝혔다. 이 새로운 이론은 NGC 1068뿐 아니라 우주 곳곳에 존재하는 유사한 은하에도 적용될 수 있어, 향후 관측 자료를 통해 검증이 가능하다. 특히 이러한 은하들에서 감마선이 약하다는 이유로 간과됐던 중성미자 신호들이 실제로는 존재했을 가능성을 제기한다. 연구에 참여한 이노우에 요시유키 오사카대 교수는 "이 모델은 기존 코로나(corona, 은하 코로나는 주로 X선이나 자외선 파장에서 탐지되며 수백만~수천만도의 온도를 가진 플라즈마로 구성됨)이론을 넘어선 새로운 시각을 제시한다"며 "향후 다양한 은하에서의 중성미자 검출이 이 가설을 검증할 것"이라고 말했다. 한편, 중성미자 천문학은 아직 초기 단계에 머물러 있으나, 이번 연구는 은하 중심에 존재하는 초대질량 블랙홀 주변의 극한 환경을 이해하는 데 중요한 실마리를 제공한다. 공동저자인 쿠센코 UCLA 교수는 "과학에 대한 투자는 당장은 눈에 띄지 않더라도 수십 년 후 인류 삶을 바꿀 큰 변화를 이끌 수 있다"고 강조했다. 이번 연구 결과는 세계적인 물리학 저널 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 게재됐으며, 공개된 논문은 arXiv에서도 확인할 수 있다. 미국 에너지부, 세계 최초 국제 연구센터 이니셔티브(WPI), 일본 과학진흥협회에서 이번 연구를 지원했다. ◇ 참고 문헌: Koichiro Yasuda 외, '활성 은하핵 NGC 1068 제트의 베타 붕괴에서 발생하는 중성미자와 감마선', Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.151005 . arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2405.05247
2025-05-10 07:55:26
[신소재 신기술(173)] MIT, 자유 상태 원자 상호작용 첫 관측⋯"양자현상 실시간 시각화 길 열려"

미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구진이 공중에 자유롭게 존재하는 원자 간 상호작용을 직접 촬영하는 데 성공하며, 양자역학적 현상을 실시간으로 시각화할 수 있는 길을 열었다. MIT 물리학과의 마틴 즈비얼라인(Martin Zwierlein) 박사가 이끄는 연구팀은 최근 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표한 논문에서, 기존 이론으로만 존재하던 '자유 상태 원자 상호작용'을 실공간에서 이미지화하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀은 원자가 움직일 수 있는 느슨한 레이저 트랩을 이용해 다양한 원자들을 자유롭게 상호작용하게 한 뒤, 광학 격자를 이용해 순간적으로 위치를 고정시키고 미세 조정된 레이저로 형광을 유도해 각각의 원자를 시각화하는 새로운 기법을 개발했다. 이를 통해 최초로 단일 원자들의 움직임과 상호작용을 '스냅샷' 형태로 포착하는 데 성공했다. 즈비얼라인 박사는 "이제 우리는 개별 원자들이 서로 어떤 관계를 맺고 있는지를 직접 볼 수 있게 됐다"며 "양자적 아름다움을 눈으로 확인할 수 있는 수준"이라고 설명했다. 이 연구는 특히 양자역학의 기본 원리인 '하이젠베르크 불확정성 원리'로 인해 그간 직접 관측이 어려웠던 미시 세계의 움직임을 한층 명확히 드러낸다는 점에서 주목된다. 기존 흡수 영상 기술은 원자 구름의 전체적인 윤곽만을 보여줄 뿐, 개별 원자의 구체적인 위치는 식별하지 못했다. 연구진은 이 기술을 활용해 보존입자(보존자)와 페르미입자(페르미온)의 양자 상태를 직접 관찰했다. 나트륨 원자로 구성된 보존자 구름은 극저온에서 '보스-아인슈타인 응축(BEC)' 상태를 형성하며, 입자들이 하나의 양자상태를 공유하는 모습이 포착됐다. 이는 루이 드브로이(Louis de Broglie)의 파동 이론이 예측한 바를 시각적으로 입증한 셈이다. 또한 서로 다른 두 종류의 리튬 원자를 이용해 페르미온의 상호작용을 관찰한 결과, 반대 성질을 가진 페르미온이 쌍을 이루는 모습이 촬영됐다. 이는 초전도 현상의 핵심 메커니즘을 드러내는 결정적인 장면으로 평가된다. 물리학자 루이 드브로이(1892~987)는 1924년 박사 학위 논문에서 모든 물질은 파동성을 가진다는 혁신적인 가설을 제안하며, 양자역학의 발전에 중대한 전환점을 마련했다. 이는 '물질파 이론(matter-wave theory)' 또는 드브로이 파동 이론이라 불린다. 당시까지는 빛은 파동이면서 입자라는 파동-입자 이중성 개념이 확립되어 있었으나, 전자나 원자 같은 입자가 파동의 성질을 가진다는 발상은 전무했다. 드브로이는 아인슈타인의 광양자 이론(빛은 입자처럼 행동함)에 착안해, 반대로 입자도 파동처럼 행동할 수 있다고 주장했다. 즈비얼라인 박사는 "양자 파동의 존재를 이처럼 직접 시각화한 적은 없었다"며 "이는 이론 물리학에서 예측에 그쳤던 복잡한 양자 상태들을 실험적으로 검증할 수 있는 강력한 도구"라고 강조했다. 연구진은 향후 이번 기술을 활용해 '양자 홀 효과(Quantum Hall effect)' 등 더 복잡하고 덜 탐구된 양자 상태들을 관찰할 계획이다. 양자 홀 현상은 자기장 아래 상호작용하는 전자들이 이상한 방식으로 정렬되는 특이한 현상으로, 현재까지도 완전한 이론적 설명이 어려운 영역으로 남아 있다. 즈비얼라인 박사는 "이제는 이론가들이 그림으로 그리던 복잡한 양자 상태들을 실제로 관측해 검증할 수 있다"며 "그간 '상상 속 세계'였던 양자 현상의 실체를 밝히는 데 한 걸음 다가섰다"고 밝혔다. 이번 연구는 양자 컴퓨팅, 정밀 센서 기술, 나노과학 등 다양한 분야에서의 응용 가능성을 열어줄 것으로 기대된다.
- IT·과학
2025-05-09 09:51:24
[퓨처 Eyes(83)] 초강력 자기장 별 '마그네타', 금 등 무거운 원소 새 기원으로 떠올라

우리가 일상에서 사용하는 금이나 은, 백금 같은 귀금속은 과연 어디서 왔을까? 과학자들은 오랫동안 이 무거운 원소들이 우주의 장구한 역사 속, 아주 특별하고 강력한 사건을 통해 생겨났을 것이라고 추측해왔다. 최근까지 유력한 후보는 '중성자별'이라는 매우 무겁고 단단한 천체 두 개가 충돌하며 일으키는 거대한 폭발이었다. 그런데 최근, 과학자들이 금과 같은 무거운 원소를 만드는 또 다른 '공장' 후보를 발견했다는 연구 결과가 나왔다. 바로 '마그네타'라는 초강력 자기장을 가진 특별한 중성자별이 일으키는 거대한 우주 폭발이다. 무거운 원소 기원의 오랜 의문 138억 년 전 빅뱅으로 우주가 처음 탄생했을 때는 수소, 헬륨 같은 가벼운 원소들만 존재했다. 이후 별 내부 핵융합으로 탄소, 산소, 철 등 좀 더 무거운 원소가 생겨났다. 별이 수명을 다하고 폭발(초신성 폭발)할 때 이 원소들은 우주 공간으로 퍼져나가 새로운 별과 행성을 만드는 재료가 되었다. 그러나 금, 은, 백금, 우라늄처럼 철보다 훨씬 무거운 원소들은 일반적인 별의 핵융합이나 초신성 폭발만으로는 만들어지기 어렵다. 이들을 만들기 위해서는 훨씬 더 극한의 환경과 특별한 과정이 필요하다. 과학자들은 이 과정을 'r-과정(rapid neutron capture process)'이라고 부른다. 원자핵이 짧은 시간에 중성자를 빠르게 흡수하며 무거운 원소로 변신하는 과정이다. 이 r-과정이 정확히 우주 어디서 일어나는지가 오랜 숙제였다. 2017년, 천문학계는 큰 발견을 했다. 지구에서 약 1억 3000만 광년 떨어진 곳에서 두 개의 중성자별이 충돌하는 장면을 포착한 것이다. 중성자별은 태양보다 훨씬 무거운 별이 최후를 맞이할 때 남는 핵으로, 각설탕 한 조각 크기가 수억 톤에 달할 정도로 밀도가 높다. 이 두 개의 중성자별이 충돌하면서 시공간이 휘어지는 중력파와 함께 엄청난 빛과 에너지가 뿜어져 나왔다. 과학자들은 이 현상을 '킬로노바'라고 부른다. 이 킬로노바 현상 분석 결과, 금, 백금, 납 등 다양한 무거운 원소가 r-과정으로 대량 생성됨을 처음 확인했다. 마치 우주에 있는 거대한 '금 공장'과 같았다. 이 발견으로 중성자별 충돌은 무거운 원소의 주요 기원 중 하나로 확실하게 자리 잡았다. 그러나 킬로노바만으로는 모든 설명이 부족했다. 컬럼비아 대학교의 천문학자 아닐러드 파텔 박사는 "중성자별 합병은 우리 은하의 역사에서 비교적 후기에 발생하는 현상"이라고 지적한다. 우주 초기에 존재했던 무거운 원소까지 설명하기는 어려웠다. 과학자들은 r-과정이 일어날 수 있는 또 다른 장소를 찾아야 했다. 특별한 중성자별 '마그네타' 주목 새로운 연구는 바로 이 지점에서 출발한다. 연구팀이 주목한 것은 '마그네타'다. 마그네타는 중성자별 중에서도 지구 자기장의 수조 배에 이르는 초강력 자기장을 가진 특별한 천체다. 과학자들은 마그네타가 어떻게 형성되는지 정확히 밝히려고 노력 중이며, 우주 탄생 후 약 2억 년 안에 첫 별들과 함께 등장했을 것으로 추정한다. 마그네타는 때때로 표면에서 거대한 폭발을 일으키는데, 이를 '거대 플레어(giant flare)'라고 부른다. 이는 마치 지구에서 지진이 일어나듯, 중성자별 표면 아래의 움직임 때문에 지각에 쌓인 스트레스가 터져 나오며 발생하는 '별 지진(starquake)'과 비슷하다. 이 거대 플레어는 태양이 100만 년 동안 방출하는 것보다 더 많은 에너지를 단 몇 초 만에 쏟아낼 정도로 강력하며, 별 표면의 물질들을 고속으로 우주 공간에 내뿜는다. 연구팀은 2004년 12월, 인근 마그네타에서 관측된 거대 플레어 데이터에 주목했다. 당시 이 폭발 자체도 엄청났지만, 더 흥미로운 것은 폭발이 있고 약 10분 뒤 감지된 정체불명 희미한 '잔광(afterglow)' 신호에 있었다. 이 잔광 신호의 정체는 20년간 미스터리였다. '잔광' 신호에서 찾은 결정적 단서 컬럼비아 대학교와 플랫아이언 연구소의 브라이언 메츠거 교수 등 연구진은 마그네타의 거대 플레어가 r-과정을 통해 무거운 원소를 만들 수 있다는 이론 모델을 개발했다. 이 모델은 플레어로 분출된 뜨겁고 중성자가 풍부한 물질 속에서 r-과정이 일어나 금 같은 무거운 원소가 생성되며, 이 과정에서 특정 감마선이 나올 것으로 예측했다. 루이지애나 주립대학교의 에릭 번스 교수는 과거 데이터를 뒤져 2004년 마그네타 플레어의 잔광 신호를 찾아냈다. 놀랍게도 이 잔광 감마선 신호의 특징이 연구팀 이론 모델 예측과 거의 완벽히 일치했다. 마그네타 거대 폭발이 r-과정으로 무거운 원소를 생성했다는 강력한 증거가 될 수 있다. 나사의 인테그랄(INTEGRAL), 레시(RHESSI), 윈드(Wind) 위성 등 과거 임무 데이터들이 이 발견을 뒷받침했다. 파텔 박사는 "우리 중 누구도 20년 동안 데이터가 그냥 거기에 있었을 것이라고는, 그리고 우리의 이론 예측이 그렇게 완벽하게 일치할 것이라고는 상상하지 못했다"며 "우리 휴대폰이나 노트북 속 부품 일부가 우리 은하 역사 속 이런 극한의 폭발에서 만들어졌다고 생각하니 매우 흥미롭다"고 밝혔다. 새로운 가능성, 신중론 그리고 미래 이 연구 결과는 r-과정이 중성자별 충돌뿐 아니라 마그네타 거대 플레어 같은 다른 환경에서도 일어날 수 있음을 보여준다. 연구에 참여하지 않은 오클라호마 대학교의 존 카원 교수는 "r-과정이 다른 천체물리 현장에도 존재한다는 좋은 증거"라고 평가했다. 또한, 마그네타는 중성자별 충돌에 비해 우리 은하 내에서 더 가까이 발생할 수 있어, 앞으로 무거운 원소 생성 과정을 더 자세히 연구할 기회를 제공할 수 있다. 인디애나 대학교 블루밍턴의 찰스 호로위츠 박사는 "다음 마그네타 거대 플레어에서는 개별 원소를 직접 검출할 수도 있다는 점이 가장 흥미로운 가능성"이라고 기대감을 나타냈다. 그러나 아직 단정하기는 이르다는 신중론도 있다. 2017년 중성자별 충돌에서 방출된 엑스선 발견을 이끌었던 로마 대학교의 엘레오노라 트로야 박사는 이번 마그네타 플레어 증거가 "2017년에 수집된 증거와는 비교할 수 없다"고 지적했다. 그는 마그네타가 만드는 금 생산은 "가능한 설명 중 하나일 뿐이며, 마그네타는 복잡한 천체라 금 대신 다른 가벼운 금속을 만들 수도 있다"고 덧붙였다. 따라서 "금의 새로운 원천을 발견했다기보다는, 생산을 위한 대안 경로를 제안한 것으로 봐야 한다"고 강조했다. 연구팀은 마그네타 거대 플레어가 우리 은하에 있는 철보다 무거운 원소의 약 10% 정도를 설명할 수 있을 것으로 추정한다. 여전히 나머지 90%의 무거운 원소를 만드는 다른 과정이나 장소가 필요하다는 뜻이다. 빠르게 회전하는 중성자별을 탄생시키는 특별한 종류의 초신성 등 다른 후보들도 떠오른다. 파텔 박사는 "이번 발견은 우리를 올바른 그림에 더 가깝게 이끌지만, 다른 가능한 r-과정 장소와 결합해야 한다"고 말했다. 2027년 발사 예정인 나사의 새로운 감마선 망원경 COSI(콤프턴 분광계 및 영상장치)는 앞으로 마그네타 거대 플레어를 직접 관측하고 생성되는 원소를 식별하여 이 수수께끼를 푸는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대를 모은다. 우리가 날마다 사용하는 일상 생활 속 금속들이 사실은 수십억 년 전, 상상조차 할 수 없는 우주의 격렬한 사건 속에서 태어났다는 사실이 경이롭다. 과학자들의 끈질긴 탐구를 통해 우리는 우주와 우리 자신의 기원을 조금씩 더 깊이 이해하게 될 것이다.
- IT·과학
2025-05-08 13:02:31
LG디스플레이, 세계 최초 '청색 인광 OLED' 제품화 검증 성공

LG디스플레이가 차세대 디스플레이 기술로 주목받는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드)의 제품화 단계 성능 검증에 세계 최초로 성공했다고 1일 밝혔다. 이는 양산 라인 기반에서 실질적인 성능과 공정 안정성까지 확보한 첫 사례로, 유기물질이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이인 OLED 기술의 진화를 보여주는 성과다. OLED는 화소 하나하나가 스스로 빛을 내는 구조로, LCD와 달리 별도의 백라이트가 필요 없어 얇고 가벼우며 높은 명암비와 색재현력을 자랑한다. OLED의 발광 방식은 전통적으로 형광과 인광으로 나뉜다. 형광은 구조가 단순하지만 효율은 25% 수준에 머무는 반면, 인광은 전기 에너지를 저장한 후 방출해 최대 100%에 가까운 효율을 내는 고난도 기술이다. 그간 OLED에서 적색과 녹색은 인광 방식으로 상용화에 성공했지만, 청색은 짧은 파장과 높은 에너지 요구로 인해 인광 구현이 쉽지 않았다. 이에 따라 ‘전(全) 인광 OLED’, 이른바 '꿈의 OLED' 실현을 위한 마지막 퍼즐로 청색 인광의 상용화가 꼽혀왔다. LG디스플레이는 이 기술적 한계를 ‘하이브리드 투스택 탠덤’ 구조로 극복했다. 하단에는 청색 형광층을, 상단에는 청색 인광층을 적층함으로써 기존 OLED 수준의 안정성을 유지하면서도 전력 소모는 약 15% 줄이는 데 성공했다. 이번 검증은 실험실 단계를 넘어 실제 양산 공정에서의 성능, 광학 특성, 공정 안정성까지 모두 확인한 최초의 사례로, LG디스플레이는 미국 유니버셜디스플레이코퍼레이션(UDC)과의 공동 협력을 통해 제품화 검증을 완료했다. 아울러 이 기술에 대한 특허는 한국과 미국 양국에 단독 출원한 상태다. LG디스플레이는 오는 11일(현지시간) 미국에서 개최되는 세계 최대 디스플레이 박람회 'SID 2025'에서 해당 기술이 적용된 중소형 OLED 패널을 공개한다. 스마트폰과 태블릿 등 IT 기기에 적용 가능한 제품군이 주 전시 대상이다. 윤수영 LG디스플레이 최고기술책임자(CTO)는 "꿈의 OLED 실현을 위한 마지막 조각이라 불린 청색 인광 제품화 검증의 성공은 차세대 OLED로 나아가는 결정적 이정표가 될 것"이라고 밝혔다.
- IT·과학
2025-05-01 11:26:19

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