인물
- 복잡계 네트워크 과학 분야 개척 및 응용 연구에 기여한 공로 -
교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 복잡계 네트워크 과학이라는 분야를 개척하고 활발한 학제간 융합연구를 통해 다양한 학문분야에서 독창적인 연구결과를
선보인 정하웅 물리학과 교수(鄭夏雄, 43세)를 ‘이달의 과학기술자상’ 5월 수상자로 선정했다.
정 교수는 통계물리학을 이용하여 최근 집중적인 관심을 끌고 있는 “복잡계(Complex Systems)"라는 대상을 ‘네트워크’라는 개념을 이용하여 이해하는 새로운 시도를 통해 여러 학문 분야를 아우르는 융·복합연구를 성공적으로 이끌며 복잡계 네트워크 과학의 국제적 전문가로 평가받고 있다.
정 교수는 2003년부터 교육과학기술부와 한국연구재단의 선도기초과학연구실(ABRL), 중견연구자지원사업(도약연구) 등의 지원을 받아 『복잡계 네트워크의 구조와 동역학』에 관한 연구를 꾸준히 수행하였으며, 2008년부터는 복잡계 네트워크 과학을 활용한 미래 인터넷 모델링 연구를 수행하고 있다.
특히, 정 교수는 2008년 ‘도로교통망에서 개별 운전자들의 합리적인 행동이 교통체증이라는 사회적인 비용을 발생시킨다’는 사실을 네트워크 이론을 통해 계산하고, ‘무계획적인 도로확장이나 도로건설이 교통흐름에 오히려 해가 될 수도 있음’을 정량적으로 증명해 물리학을 비롯한 다양한 분야의 주목을 받았다.
본 연구결과는 연구 주제와 방법의 창의성과 다양한 응용가능성 때문에 물리학 분야 최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표되었을 뿐만 아니라 경제학 분야 최고 잡지인 ’이코노미스트(The Economist)‘에서도 주목할 만한 과학기술분야 논문으로 선정되는 등 다양한 국내외 언론의 주목을 받으며 커다란 관심을 끌었다.
또한, 시스템 생물학 분야의 세포 내 신진대사망의 강건성(robustness)이라는 현상을 가상세포 시뮬레이션을 이용하여 이론적으로 예측하였으며, 그 결과를 실험팀과의 공동 연구를 통해 증명하여 2007년 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재하였다.
이 연구는 네트워크 과학의 연구기법을 이용하여 세계에서 처음으로 필수대사물질의 체계적인 발굴을 통해 생명활동의 강건성 문제를 탐구하고, 나아가 신약 개발의 가능성을 열었다는 점에서 높이 평가받고 있다.
정 교수는 복잡계 및 통계물리 연구 분야에서 네이쳐 5편, 미국국립과학원회보(PNAS) 4편, 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 7편의 우수논문을 비롯한 총 피인용 횟수가 8,000번이 넘는 80여편의 논문을 발표하였으며, 생물학, 사회학, 화학공학 등 다양한 분야의 국제학회에서 기조/초청강연을 하는 등 복잡계 네트워크 과학 분야의 국제적인 전문가로 인정받고 있다.
또한 “KAIST 우수강의대상”을 수상하는 등 교육에서도 남다른 재능을 보이며 과학기술 엠배서더 활동 등 활발한 대중강연을 통해 물리학의 저변확대에도 힘쓰고 있다.
정 교수는 “이번 수상은 본인과 함께 열심히 연구해 준 복잡계 및 통계물리 연구실 대학원생들의 몫이며, 앞으로도 다양한 학제간 융복합 연구를 통해 더욱 창의적이고 탁월한 연구성과를 이루어 국가 기초과학 발전에 이바지하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.
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연구 이성빈 교수, 나노 물결 무늬에서 고차-위상 양자상태 발견
〈 박문집 연구원, 이성빈 교수 〉 우리 대학 물리학과 이성빈 교수 연구팀이 두 겹으로 비스듬하게 겹쳐 있는 뒤틀린 이중 층 그래핀의 무아레 무늬(나노 물결 무늬)에서 새로운 고차-위상학적 양자 상태가 발생한다는 사실을 이론적으로 규명했다. 이번 연구 결과는 뒤틀린 그래핀 이중 층 뿐 아니라 다양하고 복잡한 2차원 물질의 무아레 구조를 연구하는데도 적용할 수 있어 광범위한 응용이 가능할 것으로 기대된다. 특히 국내 물리학에서는 흔하지 않은 이론적 발견과 증명을 했다는 의미가 있다. 박문집 연구원이 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 11월 22일 자 온라인판에 편집자 추천(editors’ suggestion) 논문으로 선정됐다. (논문명 : Higher-Order Topological Insulator in Twisted Bilayer Graphene)
2019-12-04 -
연구 조용훈, 최형순 교수, 반도체 내 양자 소용돌이 제어 기술 개발
우리 대학 물리학과 조용훈, 최형순 교수 공동 연구팀이 반도체 공진기 구조에서 ‘엑시톤-폴라리톤 응축’이라는 양자물질 상태를 형성 후 새 광학적인 방식으로 양자 소용돌이를 생성하고 제어하는 데 성공했다. 권민식 연구원과 오병용 박사가 공동 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 미국 물리학회가 발행하는 물리학 권위지인‘피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters)’ 2월호에 게재됐다. 태풍이 일거나 싱크대에서 물이 빠질 때 유체가 소용돌이를 일으키며 회전하는 것은 우리에게 익숙한 현상이다. 이와 마찬가지로 초유체, 초전도체 같은 양자 유체도 소용돌이를 일으키며 회전할 수 있는데, 이는 파동 함수의 위상(phase)이 소용돌이를 중심으로 원주율의 특정 배수가 되는 조건에서만 가능하다. 이렇게 소용돌이가 불연속적으로 양자화되는 현상을 양자 소용돌이라고 한다. 양자 소용돌이는 양자 유체역학을 연구하는
2019-03-11 -
연구 이진환 교수, 스핀 전류로 초전도를 제어하는 신기술 개발
〈 이진환 교수, 최석환 박사 〉 우리 대학 물리학과 이진환 교수가 포항공대 및 연세대와의 공동 연구를 통해 스핀 전류를 이용해 물질의 초전도를 제어하는 기술을 최초로 개발했다. 연구팀이 사용한 물질은 철계열 초전도체인 FeAs 원자층과 페로브스카이트 Sr2VO3 원자층이 반복해서 자기조립에 의해 형성된 헤테로 구조 물질이다. 스핀 제어 주사 터널링 현미경의 탐침과 시료 사이에 흐르는 스핀 분극 전류에 의해 FeAs층의 자성이 C2구조와 C4구조 사이에서 변화하고 이로 인해 FeAs층의 초전도가 켜지고 꺼짐을 원자수준에서 명확히 보일 수 있었다. 최석환 박사(현 BK 박사후연구원)가 제1저자로 참여한 이번 연구는 대표 물리 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters, PRL)’에 11월 27일자로 PRL 대표 논문(Editors’ Suggestion)으로 출판됐다. 이 연구는 스핀 분극 전류와 비분극 전류를 활
2017-12-26 -
연구 민범기 교수, 찌그러진 형태의 광학 공진기 내부에 속삭임의 회랑 모드 구현
〈 민 범 기 교수 〉 우리 대학 기계공학과 민범기 교수와 경북대 최무한 교수 공동 연구팀이 변환광학을 이용해 찌그러진 형태의 광학 공진기 내부에 ‘속삭임의 회랑 모드’를 구현했다. 기계공학과 김유신 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 네이처 자매지 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’ 9월 27일자 온라인 판에 게재됐다. 속삭임의 회랑 모드는 광 공진기에서 알려진 모드 중 가장 높은 품위 값을 갖는 것으로 알려진 모드로서 구형 대칭성이 있는 공진기에서 경계면을 따라 전반사에 의해서 빛이 오랫동안 갇히면서 발생하는 현상이다. 속삭임의 회랑 모드는 품위값이 매우 높아 초소형 레이저, 초고감도 바이오센서 등과 같은 광전 소자 개발에 유용하게 사용된다. 그러나 공진기 밖으로 빠져 나오는 빛의 방향이 모든 방향으로 균일해 소자의 성능이 저하되는 한계가 있었다. 기존 연구에서는 구형의 공진기 모양을 다른 모양으로
2016-09-27 -
연구 슈퍼렌즈로 초고해상도 2차원 실시간 영상획득 성공
우리 학교 물리학과 박용근·조용훈 교수 공동연구팀은 빛의 회절한계 때문에 광학렌즈로는 볼 수 없었던 100nm(나노미터, 10억분의 1미터) 크기 이미지를 2차원으로 실시간 관찰하는데 성공했다. 이번 연구는 지난해 4월 박 교수 연구팀이 페인트 스프레이를 이용해 기존 광학렌즈보다 3배가량 해상도가 뛰어난 ‘슈퍼렌즈’를 세계 최초로 개발해 초점을 형성한 기술의 후속 연구로 향후 초정밀 반도체 공정이나 세포 내 구조 관찰 등에 응용 가능하다. 빛의 굴절을 이용하는 광학렌즈는 빛의 파장보다 작은 초점을 만들 수 없는 특성(회절한계) 때문에 가시광선 영역에서 200~300nm 이하 크기의 물체를 관찰할 수 없다. 연구팀은 빛의 산란 때문에 소멸하는 고주파 근접장을 산란 물질이 밀집한 나노입자로 구성된 페인트 스프레이를 뿌려 미세한 크기의 이미지 정보를 얻어냈다. 이후 빛을 시간 가역성을 이용해 최초의 산란 형태를 계산해 복구함으로써 회절한계를 넘
2014-09-22