2010년 5월 19권 5호 원자물리와 정밀 측정 / 중앙의 핵과 그 주위를 도는 전자들로 구성된 원자는 그 간결한 구조에도 불구하고 다양한 물리현상을 연구할 수 있는 흥미로운 계를 제공한다. 1885년 Balmer 계열의 발견으로부터 시작된 수소원자분광학은 125년이 지난 오늘날까지도 이어지고 있으며, 그 과정에서 양자물리학과 양자전자기학이 태동되었음은 잘 알려진 일이다. 표지의 왼쪽 그림은 Bohr의 수소원자모델을 보여준다. 한편 원자의 간결한 구조는 초정밀측정을 가능케 하며, 원자는 시간과 주파수, 길이 등 도량형의 표준으로 이용된다. 오른쪽 그림은 한국표준과학연구원에서 개발 중인 광주파수 표준에 쓰이는 매우 안정적인 광공진기이며, 위쪽 배경그림은 루비듐을 이용한 마이크로파 대역 원자시계의 구성도이다. (그림 제공: 금오공대 최낙렬 교수, 한국표준과학연구원 유대혁 박사, 부산대 문한섭 교수)··· 더보기
2010년 4월 19권 4호 레이저 발명 50주년 기념 / 레이저는 1960년 발명된 이래 지난 50년간 눈부신 발전을 해왔다. 다양한 종류의 레이저가 등장하였고 이를 이용하는 분야도 기초과학에서 공학, 의학뿐만 아니라 산업적으로나 국방 분야에서도 레이저의 쓰임새는 이루 다 말할 수 없을 정도로 많다. 레이저의 특성도 나날이 발전하여 레이저의 첨두출력은 이제 페타와트 (1,000조 와트)를 넘어섰고 펄스폭은 펨토초 영역에 도달하였다. 표지에는 펨토초 티타늄사파이어 레이저 시스템에서 세계 최초로 페타와트 출력을 넘어서는 레이저를 개발한 고등광기술연구소의 극초단광양자빔 연구동을 중앙에 보여주고, 우측에는 페타와트 레이저 시스템을 운영하는 사진과 좌측에는 카이스트에서 개발한 3.7 펨토초 0.3 테라와트 티타늄사파이어 레이저의 사진을 보여준다. (사진 제공: 카이스트 남창희 교수, 고등광기술연구소 정태문 박사)··· 더보기
2010년 3월 19권 3호 테라헤르츠파 기술 / 펨토초(fs) 레이저 펄스 빔에 의해 발생․검출되는 최대 출력의 테라헤르츠(THz)-파를 얻기 위해서는 광전도 안테나 소자와 고저항 반구체형(hemispherical) 실리콘 렌즈를 정교하게 정렬시키고, 안테나 소자에 바이어스 전압을 가하거나(발생시), 광전류를 측정하기 위해(검출시) 전극을 외부 회로에 연결하는 인터페이스 기능까지 갖춘 패키지 모듈이 필요하다. 표지 그림은, ETRI의 THz-파 분광/이미징 시스템에 장착하여 사용하는 광전도 안테나 소자 모듈을 보여준다. 안테나 소자의 전극 양단에 전압을 인가한 후, 펨토초 광 펄스(pulse)를 쌍극자 안테나 갭(gap) 사이에 집광한다. 레이저 광(pump beam)에 의해 여기된 운반자(carriers)가 광전도용 LT-GaAs 박막 표면으로부터 전극 쪽으로 이동하면서 빠른 서지(surge) 전류가 흐르고, 이 전류의 시간 미분에 비례하는 THz-파가 발생하도록 고안되어 있다. 이러한 안테나 소자모듈은 펄스파 방식의 THz-TDS/이미징 시스템 외에도 광혼합 기법을 이용하는 THz 연속파 발생․검출 시에도 그대로 적용가능하다. (사진 제공: 한국전자통신연구원 강광용 박사(차세대태양광연구부 테라헤르츠연구팀))··· 더보기
2010년 1/2월 19권 1/2호 상대론적 중이온 충돌 / 고에너지의 두 중핵을 충돌시키는 상대론적 중이온 충돌에서는 극한 상태의 핵물질이 만들어질 것으로 예상되며, 초기우주의 물질상태에 대한 정보를 알 수 있을 것으로 기대된다. 표지 그림은, 상대론적 중이온 충돌로부터 생성된 여러 가지 입자들이 검출기(STAR 검출기) 시스템 중 시간투영상자(TPC)에 남긴 궤적과, 중핵이온 충돌결과 생성될 것으로 기대되는 쿼크-글루온(UrQMD 모델에 의한 가상실험 결과)을 중첩시켜 보여준다. (그림 제공: 부산대학교 유인권 교수(STAR 실험그룹) / Dr. Henning Weber(Frankfurt Nuclear Theory Group))··· 더보기
2009년 12월 18권 12호 중이온 가속기 / 양성자기반공학기술개발사업단이 개발하여 사용 중인 Radio Frequency Quadrupole(RFQ)는 저에너지 하전 입자를 가속할 수 있는 장치이다. RFQ 장치 내부의 4개 극(pole)을 보여주고 있고, 여기에 독일 중이온가속기 연구소(GSI)의 FOPI 검출기로 취득한 Ni + Pb 정면 충돌사건 데이터를 컴퓨터로 재생한 그림을 포개 넣었다. 중이온가속기 KoRIA에서의 중이온 충돌은 이와 비슷한 분석 환경이 될 것으로 예상되며, 6He, 8He 등과 같이 수명이 1초도 되지 않는 다양한 희귀 동위원소 빔을 활용하는 실험이 가능할 것이다. 또한 KoRIA를 이용해 새로운 원소(Koreanium)를 발견할 실험이 이루어지길 기대한다.··· 더보기
2009년 11월 18권 11호 2009 노벨물리학상 / 2009년 노벨 물리학상은 20세기 말부터 시작되어 현재도 진행 중인 정보 통신 혁명의 근간을 이룬 두 가지 핵심 연구를 시작한 세 사람의 연구자에게 수상되었다. 빛을 이용한 대용량 통신을 가능하게 만든 광섬유 전송에 대한 연구를 한 Charles K. Kao 박사와(그림 상단 우측) 영상을 전자 디지털 신호로 바꿀 수 있게 한 CCD(Charge coupled device)에 대한 연구를 한 Willard S. Boyle, George E. Smith 박사가 (그림 하단 좌측) 그 주인공이다. 물리학적 원리를 광자소자에 적용하여 전 세계의 인류로 하여금 정보통신혁명의 혜택을 누리게 해준 노벨상 본래 취지에 매우 부합하는 수상이다. (출처: ‘The Nobel Prize in Physics 2009’, The Royal Swedish Academy of Sciences(www.kva.se), http://nobelprize.org/nobel_prizes/ physics/laureates/2009/index.html)··· 더보기
2009년 10월 18권 10호 차세대 방사광가속기와 응용 / 가운데 그림은 포항가속기연구소에서 설계를 완료한 4세대 방사광가속기의 메인 조감도이다. 길이가 약 900 m인 4세대 방사광가속기의 왼쪽에 있는 3세대 방사광가속기 PLS는 직경이 약 90 m이다. 4세대 방사광가속기는 크게 세 가지의 핵심 장치로 구성된다. 횡방향퍼짐 특성이 매우 작은 저에미턴스의 전자빔을 발생시키는 전자총(아래 왼쪽 사진), 파장 0.1 nm의 엑스선을 발생시키는 데 요구되는 에너지(10 GeV)까지 전자빔의 에너지를 증가시키는 약 500 m 길이의 선형가속기(위 왼쪽 사진), 그리고 전자빔과 교변 자기장의 상호 작용으로 고휘도의 결맞음 엑스선을 발생시키는 약 100 m 길이의 언듈레이터(위 가운데와 오른쪽 그림)로 구성된다. 아래 오른쪽 그림은 언듈레이터 내부의 영구자석 사이를 통과하는 전자빔과 방사광의 모습을 나타낸다. (사진 제공: 포항가속기연구소)··· 더보기
2009년 9월 18권 9호 3세대 방사광가속기와 포항방사광가속기 성능향상 (PLS-III) 사업 / 포항 방사광 가속기는 물리, 재료, 화학, 생물학 등 다양한 분야에서 이용되고 있으며, PLS-II 성능향상 사업을 통해 그 응용범위를 현격하게 확장하고자 한다. 표지 그림은 기존 광학계의 한계를 극복하고 공간분해능을 극대화할 수 있는 coherent X-ray scattering 이미지, PLS-II에서 측정가능해질 것으로 기대되는 수백 마이크로 미터 크기의 단백질 결정, 그리고, 2차원적 물성을 가지는 delafosite에 대한 ARPES 스펙트럼이다. (사진 제공: 포항가속기연구소)··· 더보기
2009년 7/8월 18권 7/8호 그래핀 / 흑연 단원자층을 일컫는 그래핀은 실험적으로 발견된 지 수년밖에 되지 않은 짧은 시간에 많은 기초 및 응용에 대한 연구성과가 있어왔다. 표지 그림은 그래핀의 벌집 모양의 육각형망 원자 구조를 주사형 관통형 현미경으로 살펴 본 것을 배경으로 표면의 3차원적 구조를 재구성한 그림과 그래핀을 이용한 전자소자의 그림을 육각형 격자 안에 배치하였다. (그림 제공: 성균관대학교 안종렬 교수/컬럼비아 대학교 김필립 교수)··· 더보기
2009년 6월 18권 6호 기후변화와 기술개발의 역할 / 산업혁명 이후 선진국을 중심으로 산업화가 가속화되면서 에너지의 소비도 빠르게 증가하여 왔다. 특히 석유, 석탄과 같은 화석에너지원의 사용 증가는 지구온난화의 주요 원인이 되고 있는 온실가스 배출을 가속화 시키고 있다. 지구온난화 문제는 현재 인류가 접하고 있는 가장 중요한 도전과제 중의 하나이다. 저탄소 녹색성장의 추진은 인류의 지속가능한 발전에 기여하는 새로운 패러다임이며 온실가스 배출을 줄이는 새로운 기술개발은 이의 핵심 동인이 될 전망이다. (제공: 건국대학교 강희정 교수)··· 더보기
2009년 5월 18권 5호 중성자빔 응용 과학 / 표지그림은 한국원자력연구원 하나로센터 내에 설치되고 있는 냉중성자 가이드 및 산란 장치들의 배치 개념도이다. 그림의 왼쪽 중앙부에 있는 노란색으로 둘러싸인 부분은 기존의 원자로실로서, 냉중성자원이 원자로 내부에 설치되었으며 이를 냉각하기 위한 여러 장치들과 가이드를 보호하는 차폐제 등이 새로 설치되었다. 오른쪽 상단에 위치한 냉중성자 실험동에는 5개의 냉중성자 가이드가 설치되며, 총 7기의 냉중성자 산란 실험장치들이 계획되어 있다. (제공: 한국원자력연구원)··· 더보기
2009년 4월 18권 4호 융합기술 / 표지는 융합기술을 상징적으로 보여주는 그림들임; 왼쪽은 신경세포가 칩과 결합되어 신경신호를 읽을 수 있는 바이오 칩이고, 가운데는 인간 뇌의 인지 활동을 측정한다는 것을 상징적으로 보여주며, 오른쪽은 빛과 공간의 조화를 감성적으로 표현한 것임. (그림 출처: Peter Fromherz (Neuron from rat brain on silicon chip) http://www.biochem. mpg.de/mnphys/), www.nanowerk.com/phpscripts/, eunah3d.egloos.com/4765823)··· 더보기
2009년 3월 18권 3호 양자메타물질 / 표지는 양자메타상태를 보여줄 수 있는 대표적인 물질군으로 그래핀이 배경에 나타나 있다. 그래핀 양자메타물질에서 나타나는 물질파의 회절한계 극복현상을 보여주고 있다. [Nature Physics 4, 213 (2008)] 왼쪽 위와 오른쪽 아래의 그림에서는 광매질의 유전율과 투자율을 조작하여 광매질에서 빛의 진행을 제어할 수 있는 것을 보여주고 있다. [Down loaded from http://www.sciencemag.org/ cgi/content/full/312/5781/1780/FIG1 PowerPoint file sciv312i5781p1780FIG1 with registration for free. J. B. Pendry et al., Science 312, 1780- 1782 (2006)]··· 더보기
2009년 1/2월 18권 1/2호 전산물리 / 표지그림은 실리콘 (001) 표면과 이종 원자 및 분자의 상호작용을 나타내는 그림들이다. (i) 위의 그림은 실리콘 (001) 표면의 습식 산화(wet oxidation) 초기 과정에 해당하는 원자 구조와 페르미 준위 근처의 전자분포 및 OH와 H를 지나는 단면도이다. 물(H2O) 분자는 OH와 H로 분해되어 흡착하고, 물 분자와 반응한 Si dimer의 한쪽 끝에 전자가 집중적으로 분포함을 알 수 있다. 전자 분포는 전하밀도가 같은 면을 반투명 표면으로 나타내었는데, 표면의 색상은 실리콘 면으로부터의 높이를 나타낸다. (깊을수록 파란색, 높을수록 빨간색; 실리콘: 회색 공, 산소: 하늘색 공, 수소: 빨간색 공) (ii) 아래 그림은 탄소 원자에 의해 변형된 실리콘 (001) 기판의 주사투과현미경(scanning tunneling microscopy, STM) 이미지의 조감도이다. 탄소 원자들은 표면 밑 4번째 층에 1차원으로 정렬하며, 표면에 dimer vacancy를 생성시키고, 표면 전자들은 탄소로부터 멀리 떨어지려는 경향을 보인다. STM 이미지의 색상은 STM 탐침의 높이를 나타낸다. (빨간색으로 갈수록 높은 위치, 즉, 표면으로부터 먼 위치를 나타냄.) [그림 제공: 이 그림들은 숙명여자대학교 물리학과 김한철 교수가 만든 것이다.]··· 더보기
2008년 12월 17권 12호 2008 노벨물리학상 / 표지는 안개상자에서 검출된 입자들의 궤적이 아름다운 나선형의 곡선을 보여주고 있다. (사진 출처: 미국 일리노이 페르미 연구소)··· 더보기
2008년 11월 17권 11호 LED / 표지는 에너지절감, 디지털조명, 다양한 융복합 LED제품으로 빛의 혁명을 이끌어내고 있는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 백색 및 총천연색 조명모듈과 이를 건축에 응용하여 인간에게 安ㆍ康ㆍ美ㆍ樂 을 제공하는 LED조명 기술의 예를 보여준다. 현재 LED조명은 백열전구, 할로겐전구 효율을 뛰어넘었고, 형광등을 대체하는 중이며, 2015년경 반도체조명사회가 구현될 전망된다. (사진 제공: 반디라이트<아토디스플레이>, 알텍테크놀로지)··· 더보기
2008년 10월 17권 10호 LCD / 표지는 액정디스플레이의(Liquid Crystal Display: LCD) 구조와(우측상단) 함께 2010년 이후에 도래할 유비쿼터스(Ubiquitous) 시대를 표현하는 것으로서 액정디스플레이는 새로운 사회 변화를 만족시킬 수 있는 기술이며 가정, 옥외에서 네트워크로 연결되어 필요한 정보를 언제, 어디서나 누구와도 쉽게 주고받을 수 있는 유비쿼터스 시대를 상징한다. (표지 제공: 삼성전자)··· 더보기
2008년 9월 17권 9호 끈이론의 연구 동향 / 표지 그림은 끈이론과 물질의 상호작용 그리고 시공간 구조의 관계를 개략적으로 나타낸다. 초끈이론은 10차원 시공간에서 주어지는데, 우리가 관측하고 있는 4차원 시공간과 직접 관측하지 못하고 있는 여분의 6차원 공간으로 구성된다. 최근의 끈이론의 발전은 4차원 시공간의 현상 중 표지 그림의 고에너지 충돌실험에서 생성되는 쿼크-글루온 플라즈마 등 기존의 이론으로 접근하기 어려운 강상호작용 현상을 새롭게 이해할 수 있는 가능성을 열어주고 있다. 한편, 여분의 6차원 공간은 수학적으로 칼라비-야우 (Calabi-Yau) 공간이라 불리는 구조와 성질을 지니며 이는 4차원 시공간의 물질계 성질에 반영이 되는데 표지의 충돌실험을 통하여 왼쪽 아래 부분으로 드러나는 칼라비-야우 공간 그림으로 이를 나타내고자 하였다. (표지 그림은 인터넷에 공개되어 있는 끈이론 관련한 그림을 발췌하여 합성 제작하였다.)··· 더보기
2008년 7/8월 17권 7/8호 태양전지 (태양광기술) / 표지 그림은“태양전지 어레이”그림으로 평범한 예이다. (사진 제공: 한국에너지기술연구원 윤경훈 박사)··· 더보기
2008년 6월 17권 6호 암흑에너지, 암흑물질, 블랙홀 / 표지 그림은 ESA와 NASA가 계획하고 있는 중력파를 검출하기 위한 LISA(Laser Interferometer Space Antenna) Mission의 모식도이다. LISA는 지구 궤도를 따라 공전하는 세 개의 위성 관측장비로 구성되며, 주로 저주파(장파장)의 중력파를 검출하는 것을 목표로 하고 있다. LISA는 초기우주에서 발생하는 중력파와 거대블랙홀(supermassive black hole) 병합에서 발생하는 중력파를 검출하여 전자기파로 검출이 불가능한 빅뱅의 역사를 규명하고, 블랙홀의 병합과 충돌 과정에 관한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다. 바탕에 중첩된 그림은 블랙홀과 블랙홀 충돌을 처음으로 수치모델한 결과이다. (표지 LISA 그림은 NASA에(http://lisa.jpl.nasa.gov/WHATIS/ intro.html) 저작권이 있고, 블랙홀 충돌 수치모델은 KISTI 방문연구원인 NASA의 최대일 박사가 참여한 그룹(http://www.nasa.gov/vision/universe/ starsgalaxies/gwave.html)이 얻은 결과이다.)··· 더보기
2010년 5월 19권 5호
원자물리와 정밀 측정 / 중앙의 핵과 그 주위를 도는 전자들로 구성된 원자는 그 간결한 구조에도 불구하고 다양한 물리현상을 연구할 수 있는 흥미로운 계를 제공한다. 1885년 Balmer 계열의 발견으로부터 시작된 수소원자분광학은 125년이 지난 오늘날까지도 이어지고 있으며, 그 과정에서 양자물리학과 양자전자기학이 태동되었음은 잘 알려진 일이다. 표지의 왼쪽 그림은 Bohr의 수소원자모델을 보여준다. 한편 원자의 간결한 구조는 초정밀측정을 가능케 하며, 원자는 시간과 주파수, 길이 등 도량형의 표준으로 이용된다. 오른쪽 그림은 한국표준과학연구원에서 개발 중인 광주파수 표준에 쓰이는 매우 안정적인 광공진기이며, 위쪽 배경그림은 루비듐을 이용한 마이크로파 대역 원자시계의 구성도이다. (그림 제공: 금오공대 최낙렬 교수, 한국표준과학연구원 유대혁 박사, 부산대 문한섭 교수)
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2010년 4월 19권 4호
레이저 발명 50주년 기념 / 레이저는 1960년 발명된 이래 지난 50년간 눈부신 발전을 해왔다. 다양한 종류의 레이저가 등장하였고 이를 이용하는 분야도 기초과학에서 공학, 의학뿐만 아니라 산업적으로나 국방 분야에서도 레이저의 쓰임새는 이루 다 말할 수 없을 정도로 많다. 레이저의 특성도 나날이 발전하여 레이저의 첨두출력은 이제 페타와트 (1,000조 와트)를 넘어섰고 펄스폭은 펨토초 영역에 도달하였다. 표지에는 펨토초 티타늄사파이어 레이저 시스템에서 세계 최초로 페타와트 출력을 넘어서는 레이저를 개발한 고등광기술연구소의 극초단광양자빔 연구동을 중앙에 보여주고, 우측에는 페타와트 레이저 시스템을 운영하는 사진과 좌측에는 카이스트에서 개발한 3.7 펨토초 0.3 테라와트 티타늄사파이어 레이저의 사진을 보여준다. (사진 제공: 카이스트 남창희 교수, 고등광기술연구소 정태문 박사)
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2010년 3월 19권 3호
테라헤르츠파 기술 / 펨토초(fs) 레이저 펄스 빔에 의해 발생․검출되는 최대 출력의 테라헤르츠(THz)-파를 얻기 위해서는 광전도 안테나 소자와 고저항 반구체형(hemispherical) 실리콘 렌즈를 정교하게 정렬시키고, 안테나 소자에 바이어스 전압을 가하거나(발생시), 광전류를 측정하기 위해(검출시) 전극을 외부 회로에 연결하는 인터페이스 기능까지 갖춘 패키지 모듈이 필요하다. 표지 그림은, ETRI의 THz-파 분광/이미징 시스템에 장착하여 사용하는 광전도 안테나 소자 모듈을 보여준다. 안테나 소자의 전극 양단에 전압을 인가한 후, 펨토초 광 펄스(pulse)를 쌍극자 안테나 갭(gap) 사이에 집광한다. 레이저 광(pump beam)에 의해 여기된 운반자(carriers)가 광전도용 LT-GaAs 박막 표면으로부터 전극 쪽으로 이동하면서 빠른 서지(surge) 전류가 흐르고, 이 전류의 시간 미분에 비례하는 THz-파가 발생하도록 고안되어 있다. 이러한 안테나 소자모듈은 펄스파 방식의 THz-TDS/이미징 시스템 외에도 광혼합 기법을 이용하는 THz 연속파 발생․검출 시에도 그대로 적용가능하다. (사진 제공: 한국전자통신연구원 강광용 박사(차세대태양광연구부 테라헤르츠연구팀))
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2010년 1/2월 19권 1/2호
상대론적 중이온 충돌 / 고에너지의 두 중핵을 충돌시키는 상대론적 중이온 충돌에서는 극한 상태의 핵물질이 만들어질 것으로 예상되며, 초기우주의 물질상태에 대한 정보를 알 수 있을 것으로 기대된다. 표지 그림은, 상대론적 중이온 충돌로부터 생성된 여러 가지 입자들이 검출기(STAR 검출기) 시스템 중 시간투영상자(TPC)에 남긴 궤적과, 중핵이온 충돌결과 생성될 것으로 기대되는 쿼크-글루온(UrQMD 모델에 의한 가상실험 결과)을 중첩시켜 보여준다. (그림 제공: 부산대학교 유인권 교수(STAR 실험그룹) / Dr. Henning Weber(Frankfurt Nuclear Theory Group))
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2009년 12월 18권 12호
중이온 가속기 / 양성자기반공학기술개발사업단이 개발하여 사용 중인 Radio Frequency Quadrupole(RFQ)는 저에너지 하전 입자를 가속할 수 있는 장치이다. RFQ 장치 내부의 4개 극(pole)을 보여주고 있고, 여기에 독일 중이온가속기 연구소(GSI)의 FOPI 검출기로 취득한 Ni + Pb 정면 충돌사건 데이터를 컴퓨터로 재생한 그림을 포개 넣었다. 중이온가속기 KoRIA에서의 중이온 충돌은 이와 비슷한 분석 환경이 될 것으로 예상되며, 6He, 8He 등과 같이 수명이 1초도 되지 않는 다양한 희귀 동위원소 빔을 활용하는 실험이 가능할 것이다. 또한 KoRIA를 이용해 새로운 원소(Koreanium)를 발견할 실험이 이루어지길 기대한다.
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2009년 11월 18권 11호
2009 노벨물리학상 / 2009년 노벨 물리학상은 20세기 말부터 시작되어 현재도 진행 중인 정보 통신 혁명의 근간을 이룬 두 가지 핵심 연구를 시작한 세 사람의 연구자에게 수상되었다. 빛을 이용한 대용량 통신을 가능하게 만든 광섬유 전송에 대한 연구를 한 Charles K. Kao 박사와(그림 상단 우측) 영상을 전자 디지털 신호로 바꿀 수 있게 한 CCD(Charge coupled device)에 대한 연구를 한 Willard S. Boyle, George E. Smith 박사가 (그림 하단 좌측) 그 주인공이다. 물리학적 원리를 광자소자에 적용하여 전 세계의 인류로 하여금 정보통신혁명의 혜택을 누리게 해준 노벨상 본래 취지에 매우 부합하는 수상이다. (출처: ‘The Nobel Prize in Physics 2009’, The Royal Swedish Academy of Sciences(www.kva.se), http://nobelprize.org/nobel_prizes/ physics/laureates/2009/index.html)
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2009년 10월 18권 10호
차세대 방사광가속기와 응용 / 가운데 그림은 포항가속기연구소에서 설계를 완료한 4세대 방사광가속기의 메인 조감도이다. 길이가 약 900 m인 4세대 방사광가속기의 왼쪽에 있는 3세대 방사광가속기 PLS는 직경이 약 90 m이다. 4세대 방사광가속기는 크게 세 가지의 핵심 장치로 구성된다. 횡방향퍼짐 특성이 매우 작은 저에미턴스의 전자빔을 발생시키는 전자총(아래 왼쪽 사진), 파장 0.1 nm의 엑스선을 발생시키는 데 요구되는 에너지(10 GeV)까지 전자빔의 에너지를 증가시키는 약 500 m 길이의 선형가속기(위 왼쪽 사진), 그리고 전자빔과 교변 자기장의 상호 작용으로 고휘도의 결맞음 엑스선을 발생시키는 약 100 m 길이의 언듈레이터(위 가운데와 오른쪽 그림)로 구성된다. 아래 오른쪽 그림은 언듈레이터 내부의 영구자석 사이를 통과하는 전자빔과 방사광의 모습을 나타낸다. (사진 제공: 포항가속기연구소)
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2009년 9월 18권 9호
3세대 방사광가속기와 포항방사광가속기 성능향상 (PLS-III) 사업 / 포항 방사광 가속기는 물리, 재료, 화학, 생물학 등 다양한 분야에서 이용되고 있으며, PLS-II 성능향상 사업을 통해 그 응용범위를 현격하게 확장하고자 한다. 표지 그림은 기존 광학계의 한계를 극복하고 공간분해능을 극대화할 수 있는 coherent X-ray scattering 이미지, PLS-II에서 측정가능해질 것으로 기대되는 수백 마이크로 미터 크기의 단백질 결정, 그리고, 2차원적 물성을 가지는 delafosite에 대한 ARPES 스펙트럼이다. (사진 제공: 포항가속기연구소)
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2009년 7/8월 18권 7/8호
그래핀 / 흑연 단원자층을 일컫는 그래핀은 실험적으로 발견된 지 수년밖에 되지 않은 짧은 시간에 많은 기초 및 응용에 대한 연구성과가 있어왔다. 표지 그림은 그래핀의 벌집 모양의 육각형망 원자 구조를 주사형 관통형 현미경으로 살펴 본 것을 배경으로 표면의 3차원적 구조를 재구성한 그림과 그래핀을 이용한 전자소자의 그림을 육각형 격자 안에 배치하였다. (그림 제공: 성균관대학교 안종렬 교수/컬럼비아 대학교 김필립 교수)
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2009년 6월 18권 6호
기후변화와 기술개발의 역할 / 산업혁명 이후 선진국을 중심으로 산업화가 가속화되면서 에너지의 소비도 빠르게 증가하여 왔다. 특히 석유, 석탄과 같은 화석에너지원의 사용 증가는 지구온난화의 주요 원인이 되고 있는 온실가스 배출을 가속화 시키고 있다. 지구온난화 문제는 현재 인류가 접하고 있는 가장 중요한 도전과제 중의 하나이다. 저탄소 녹색성장의 추진은 인류의 지속가능한 발전에 기여하는 새로운 패러다임이며 온실가스 배출을 줄이는 새로운 기술개발은 이의 핵심 동인이 될 전망이다. (제공: 건국대학교 강희정 교수)
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2009년 5월 18권 5호
중성자빔 응용 과학 / 표지그림은 한국원자력연구원 하나로센터 내에 설치되고 있는 냉중성자 가이드 및 산란 장치들의 배치 개념도이다. 그림의 왼쪽 중앙부에 있는 노란색으로 둘러싸인 부분은 기존의 원자로실로서, 냉중성자원이 원자로 내부에 설치되었으며 이를 냉각하기 위한 여러 장치들과 가이드를 보호하는 차폐제 등이 새로 설치되었다. 오른쪽 상단에 위치한 냉중성자 실험동에는 5개의 냉중성자 가이드가 설치되며, 총 7기의 냉중성자 산란 실험장치들이 계획되어 있다. (제공: 한국원자력연구원)
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2009년 4월 18권 4호
융합기술 / 표지는 융합기술을 상징적으로 보여주는 그림들임; 왼쪽은 신경세포가 칩과 결합되어 신경신호를 읽을 수 있는 바이오 칩이고, 가운데는 인간 뇌의 인지 활동을 측정한다는 것을 상징적으로 보여주며, 오른쪽은 빛과 공간의 조화를 감성적으로 표현한 것임. (그림 출처: Peter Fromherz (Neuron from rat brain on silicon chip) http://www.biochem. mpg.de/mnphys/), www.nanowerk.com/phpscripts/, eunah3d.egloos.com/4765823)
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2009년 3월 18권 3호
양자메타물질 / 표지는 양자메타상태를 보여줄 수 있는 대표적인 물질군으로 그래핀이 배경에 나타나 있다. 그래핀 양자메타물질에서 나타나는 물질파의 회절한계 극복현상을 보여주고 있다. [Nature Physics 4, 213 (2008)] 왼쪽 위와 오른쪽 아래의 그림에서는 광매질의 유전율과 투자율을 조작하여 광매질에서 빛의 진행을 제어할 수 있는 것을 보여주고 있다. [Down loaded from http://www.sciencemag.org/ cgi/content/full/312/5781/1780/FIG1 PowerPoint file sciv312i5781p1780FIG1 with registration for free. J. B. Pendry et al., Science 312, 1780- 1782 (2006)]
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2009년 1/2월 18권 1/2호
전산물리 / 표지그림은 실리콘 (001) 표면과 이종 원자 및 분자의 상호작용을 나타내는 그림들이다. (i) 위의 그림은 실리콘 (001) 표면의 습식 산화(wet oxidation) 초기 과정에 해당하는 원자 구조와 페르미 준위 근처의 전자분포 및 OH와 H를 지나는 단면도이다. 물(H2O) 분자는 OH와 H로 분해되어 흡착하고, 물 분자와 반응한 Si dimer의 한쪽 끝에 전자가 집중적으로 분포함을 알 수 있다. 전자 분포는 전하밀도가 같은 면을 반투명 표면으로 나타내었는데, 표면의 색상은 실리콘 면으로부터의 높이를 나타낸다. (깊을수록 파란색, 높을수록 빨간색; 실리콘: 회색 공, 산소: 하늘색 공, 수소: 빨간색 공) (ii) 아래 그림은 탄소 원자에 의해 변형된 실리콘 (001) 기판의 주사투과현미경(scanning tunneling microscopy, STM) 이미지의 조감도이다. 탄소 원자들은 표면 밑 4번째 층에 1차원으로 정렬하며, 표면에 dimer vacancy를 생성시키고, 표면 전자들은 탄소로부터 멀리 떨어지려는 경향을 보인다. STM 이미지의 색상은 STM 탐침의 높이를 나타낸다. (빨간색으로 갈수록 높은 위치, 즉, 표면으로부터 먼 위치를 나타냄.) [그림 제공: 이 그림들은 숙명여자대학교 물리학과 김한철 교수가 만든 것이다.]
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2008년 12월 17권 12호
2008 노벨물리학상 / 표지는 안개상자에서 검출된 입자들의 궤적이 아름다운 나선형의 곡선을 보여주고 있다. (사진 출처: 미국 일리노이 페르미 연구소)
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2008년 11월 17권 11호
LED / 표지는 에너지절감, 디지털조명, 다양한 융복합 LED제품으로 빛의 혁명을 이끌어내고 있는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 백색 및 총천연색 조명모듈과 이를 건축에 응용하여 인간에게 安ㆍ康ㆍ美ㆍ樂 을 제공하는 LED조명 기술의 예를 보여준다. 현재 LED조명은 백열전구, 할로겐전구 효율을 뛰어넘었고, 형광등을 대체하는 중이며, 2015년경 반도체조명사회가 구현될 전망된다. (사진 제공: 반디라이트<아토디스플레이>, 알텍테크놀로지)
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2008년 10월 17권 10호
LCD / 표지는 액정디스플레이의(Liquid Crystal Display: LCD) 구조와(우측상단) 함께 2010년 이후에 도래할 유비쿼터스(Ubiquitous) 시대를 표현하는 것으로서 액정디스플레이는 새로운 사회 변화를 만족시킬 수 있는 기술이며 가정, 옥외에서 네트워크로 연결되어 필요한 정보를 언제, 어디서나 누구와도 쉽게 주고받을 수 있는 유비쿼터스 시대를 상징한다. (표지 제공: 삼성전자)
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2008년 9월 17권 9호
끈이론의 연구 동향 / 표지 그림은 끈이론과 물질의 상호작용 그리고 시공간 구조의 관계를 개략적으로 나타낸다. 초끈이론은 10차원 시공간에서 주어지는데, 우리가 관측하고 있는 4차원 시공간과 직접 관측하지 못하고 있는 여분의 6차원 공간으로 구성된다. 최근의 끈이론의 발전은 4차원 시공간의 현상 중 표지 그림의 고에너지 충돌실험에서 생성되는 쿼크-글루온 플라즈마 등 기존의 이론으로 접근하기 어려운 강상호작용 현상을 새롭게 이해할 수 있는 가능성을 열어주고 있다. 한편, 여분의 6차원 공간은 수학적으로 칼라비-야우 (Calabi-Yau) 공간이라 불리는 구조와 성질을 지니며 이는 4차원 시공간의 물질계 성질에 반영이 되는데 표지의 충돌실험을 통하여 왼쪽 아래 부분으로 드러나는 칼라비-야우 공간 그림으로 이를 나타내고자 하였다. (표지 그림은 인터넷에 공개되어 있는 끈이론 관련한 그림을 발췌하여 합성 제작하였다.)
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2008년 7/8월 17권 7/8호
태양전지 (태양광기술) / 표지 그림은“태양전지 어레이”그림으로 평범한 예이다. (사진 제공: 한국에너지기술연구원 윤경훈 박사)
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2008년 6월 17권 6호
암흑에너지, 암흑물질, 블랙홀 / 표지 그림은 ESA와 NASA가 계획하고 있는 중력파를 검출하기 위한 LISA(Laser Interferometer Space Antenna) Mission의 모식도이다. LISA는 지구 궤도를 따라 공전하는 세 개의 위성 관측장비로 구성되며, 주로 저주파(장파장)의 중력파를 검출하는 것을 목표로 하고 있다. LISA는 초기우주에서 발생하는 중력파와 거대블랙홀(supermassive black hole) 병합에서 발생하는 중력파를 검출하여 전자기파로 검출이 불가능한 빅뱅의 역사를 규명하고, 블랙홀의 병합과 충돌 과정에 관한 정보를 제공해 줄 것으로 기대된다. 바탕에 중첩된 그림은 블랙홀과 블랙홀 충돌을 처음으로 수치모델한 결과이다. (표지 LISA 그림은 NASA에(http://lisa.jpl.nasa.gov/WHATIS/ intro.html) 저작권이 있고, 블랙홀 충돌 수치모델은 KISTI 방문연구원인 NASA의 최대일 박사가 참여한 그룹(http://www.nasa.gov/vision/universe/ starsgalaxies/gwave.html)이 얻은 결과이다.)
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