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아무리 성능이 뛰어난 카메라도 셔터 속도보다 더 빠른 물체의 움직임은 포착할 수 없다. 나노 소자를 개발할 때도 마찬가지다. 기존의 기술로는 전자와 같이 진동수가 10GHz(기가헤르츠·1GHz는 10억Hz)보다 빠른 전기신호를 실시간으로 관측하는 것은 불가능했다. 그런데 최근 KAIST, 영국 국가표준기관인 국립물리연구소(NPL) 등 공동연구팀이 수 ps(피코초·1ps는 1조분의 1초) 주기로 움직이는 전자의 초고속 움직임을 관찰할 수 있는 ‘나노 셔터’를 개발해 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11월...

움직이는 물체를 관찰하려면 카메라를 이용해 연속 촬영해야 한다. 그러나 이 방법으로는 물체가 셔터 자동 속도보다 더 빠르게 움직이면 포착할 수 없다. 나노 규모의 전기소자도 마찬가지다. 10기가헤르츠(GHz)보다 더 빠르게 진동하는 전기 신호를 실시간으로 관측하는 것은 현재 기술로는 불가능하다. KAIST는 심흥선 물리학과 교수 연구팀이 일본전신전화주식회사(NTT) 연구소, 영국국가표준기관(NPL) 연구소와 공동 연구를 통해 나노 규모의 전기소자 내에서 전자 파동함수의 피코초(1조분의 1초) 수준의 초고속 움직임을 관찰하는 방법을...

프랑스어로 하얀 음식이란 뜻의 블랑망제는 생크림과 젤라틴을 활용한 프랑스 디저트 중 하나입니다. 우유를 굳혀 만든 희고 부드러운 푸딩입니다. 흥미롭게도 블랑망제 푸딩에는 수학적 요소가 있습니다. 블랑망제 곡선입니다. 중세시대에 하얀 고기 푸딩이었던 블랑망제 푸딩은 오랜 세월이 지나면서 지금과 같은 몽글몽글한 모습이 되었고 그 모양을 닮은 ‘타카기 곡선’에 ‘블랑망제’라는 이름이 붙게 됐습니다. 블랑망제 푸딩을 닮은 블랑망제 곡선 블랑망제 곡선은 모든 범위에서 연속이면서 어느 곳에서도 미분이 불...

정현석 서울대 교수 연구팀이 현대 물리학에서 양자역학적 ‘비고전성’의 실용적 의미 및 정량화 방법을 규명했다고 10일 밝혔다. 고전물리학은 뉴턴의 방정식에 따라 주어진 시간에 특정 위치와 속도로 정해진 궤도를 움직이는 운동을 기술한다. 이와 달리 양자역학에 따르면 어떤 물리계는 고전물리학으로는 설명이 불가능한 상태로 존재한다. 양자역학적 유사확률함수가 0보다 작은 음(-)의 값을 가지는 특성을 ‘비고전성’이라 부른다. 고전물리학에서는 어떤 일이 일어날 가능성을 의미하는 확률은 결코 0보다 작은 음의...

※ 편집자 주. 2018년 8월 1일 열리는 브라질 리우데자네이루 세계수학자대회 개막식에서 만 40세 미만의 젊은 수학자가 받을 수 있는 최고 영예, 필즈상 수상자가 정해 집니다. 올해는 누가 수상의 영광을 누리게 될까요? 7개월간 필즈상 후보자 10명을 뽑아 소개합니다. ● 마리나 비아조프스카 국적 | 우크라이나 생년월 | 1984년 12월 (만 33세) 연구 분야 | 정수론, 보형 형식 소속 | 스위스 로잔 연방공과대학교 수상 | 클레이 수학상(2017), 라마누잔상(2017), 브레이크스루상 뉴 호라이즌(2018) 2016~2017년에 수학상이란 상은 다 휩쓸고 있는 수학자가...

잘 나온 셀카를 뜻하는 ‘인생샷’을 건지려면 사진을 수십장 찍는 노력이 필요해요. 이를 도와줄 스마트폰 애플리케이션(이하 앱)이 나왔어요. 댄 보겔 캐나다 워털루대학교 컴퓨터과학과 교수팀은 앱을 만들기 위해 먼저 3차원 가상 모델 6명을 만든 뒤 얼굴의 각도와 크기, 빛의 방향을 달리하며 셀카 수백 장을 가상 카메라로 찍었어요. 그리고 2700명에게 좋은 사진과 나쁜 사진, 애매한 사진을 3개씩 선택하게 했어요. 그 결과를 토대로 얼굴의 크기와 위치, 광원의 위치가 어떨 때 좋은 사진으로 평가하는지 채점하는 함수를 만들었어요. 그리고...

식물의 가지와 두뇌의 신경세포가 비슷한 수학 규칙에 따라 성장한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 솔크생명과학연구소 사켓 나블라크하 박사팀은 수수, 토마토, 담배 등 구조가 서로 다른 세 종류의 작물 557개체를 심어 다양한 자연 조건에서 키웠다. 그리고는 다 자랄 때까지 20~30회에 걸쳐 고정밀 3D 스캐너로 가지가 공간에 어떻게 분포하는지 그 변화를 관찰했다. 이를 통계적으로 분석한 결과, 연구팀은 식물 가지의 분포 변화를 하나의 함수 식으로 표현할 수 있다는 사실을 발견했다. 이 수학 모델에 따르면, 식물은 공통적으로 ‘분리성’과...

‘야구는 투수놀음’이라는 말이 있을 정도로 투수가 경기에 미치는 영향이 큽니다. 투수는 원하는 위치에 원하는 속도로 공을 던지기 위해 피나는 연습을 하지요. 공을 어떻게 던져야 정확하게 던질 수 있을까요? 락쉬미나라야난 마하데반 미국 하버드대학교 교수팀은 야구와 농구, 다트처럼 던지기 동작을 하는 운동 종목의 데이터를 이용해 물체가 그리는 자취를 포물선 궤도 방정식으로 만들어 분석했어요. 방정식은 물체가 날아가는 거리와 회전 방향, 목표 지점의 높이를 나타내는 함수로 이뤄졌어요. 그 결과 목표 지점의 높이가 어깨 정도일 ...

지난 네 해 마지막 과학카페에서 필자는 ‘과학은 길고 인생은 짧다’라는 제목으로 그해 타계한 과학자들의 삶과 업적을 뒤돌아봤다. 어느새 2016년도 달력도 마지막 달만 남았다. 올 한 해 동안에도 여러 저명한 과학자들이 유명을 달리했다. 이번에도 마지막 과학카페에서 이들을 기억하는 자리를 마련했다. 예년과 마찬가지로 과학저널 ‘네이처’와 ‘사이언스’에 부고가 실린 과학자들을 대상으로 했다. ‘네이처’에는 ‘부고(obituary)’, ‘사이언스’에는 ‘회고(retrospective)’라는 제목의 란에 주로 동료나 제자들이 글을 기고했는데...

인류가 뇌의 크기보다 혈류량을 늘리는 방향으로 진화했다는 연구 결과가 발표됐다. 호주 아델레이드대 로저 세이머 교수팀은 초기 인류에 비해 현생인류의 뇌 혈류량이 6배나 많다는 연구 결과를 ‘영국왕립학회오픈과학저널’ 8월 31일자에 밝혔다. 연구팀은 현생 인류인 호모 사피엔스를 포함해 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스, 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스, 호모 하빌리스, 호모 날레디 등 12개 종의 두개골을 분석했다. 두개골에는 대동맥으로부터 뻗어나와 뇌에 혈액을 공급하는 목 동맥의 흔적이 남아 있다. 이 구멍의 크기를 재면 뇌로 ...