서울대 박남규 교수팀, 빛의 각운동량 횡방향 제어 물질 개발

서울대 전기정보공학부 박남규 교수(왼쪽부터), 박현희 박사, 유선규 박사

서울대 공대는 박남규 전기정보공학부 교수팀이 빛의 각운동량(회전운동하는 물체의 운동량)을 고전적인 종방향만이 아니라 횡방향의 임의 상태로 제어할 수 있는 메타 물질을 세계 최초로 개발했다고 21일 밝혔다.

박 교수팀은 물리학 분야에서 매우 주목받고 있는 위상의 개념을 도입했다. 빛의 각운동량 분포가 매질 특성에 따라 결정됨에 착안해 서로 다른 위상 정보를 가지는 이종의 매질을 접합시킬 경우 전 공간에서 순수한 횡 방향 스핀의 구현이 가능함을 이론적으로 제시, 확인했다. 또 이런 위상 정보를 실제적으로 구현하기 위해 최근 광학 및 파동 과학 분야에서 주목받고 있는 메타 물질, 특히 영(0)굴절 부근의 쌍곡선 메타물질을 도입해 해결했다.

박 교수는 “이번 연구를 통해 제시된 기법은 양자 컴퓨터에서 주목받는 양자 모사 기법이나 유체 역학 등에 적용 가능할 것”이라고 전했다.

이번 연구는 서울대 전기·정보공학부 박남규 교수, 박현희 박사, 유선규 박사가 수행했다.

연구 결과는 세계적인 학술지인 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 이달 15일자 온라인에 게재됐다. [e-mail] 구자윤 기자