3월 12일 언론 보도에 따르면, 호주 뉴사우스웨일스 대학 연구팀이 네이처에 발표한 새로운 연구에서 노상 수상자인 자기공명 선구자 니콜라스 블룸버겐이 1961년에 내놓은 예측을 실현했다고 밝혔다.
블룸버겐은 단일 원자의 핵을 전기장으로만 제어할 수 있다고 생각했으나 10년에 걸친 실험에서 성공하지 못하여 결국 그 생각을 접었다. 지금까지 반세기가 넘도록 원자력 발전 공명 분야는 정체 상태에 있었다.
뉴사우스웨일스 대학의 양자 공학과 교수인 델리아 모렐로 교수에 따르면, 이 발견은 인류가 자기장을 움직이지 않고도 '단원자 스핀'을 이용해 양자 컴퓨터를 만들 수 있는 길이 열렸음을 의미한다.
그는 이 원자핵을 전기장과 자기장 센서로 사용하거나 양자 과학의 기본적인 질문에 답할 수 있다고 밝혔다. 양자 컴퓨팅은 컴퓨터가 매우 복잡한 방식으로 정보를 처리할 수 있게 해 주는데, 그 목적은 현재의 슈퍼 컴퓨터보다 더 강력한 컴퓨팅 능력을 제공하는 것이다.
그 발견은 자기장을 발생시키기 위해서는 큰 코일과 높은 전류가 필요하며, 물리법칙은 자기장을 아주 작은 공간에 제한하기 어렵다는 것을 보여 준다. 반면에, 전기장은 미세한 전극의 끝에서 생성되고 끝에서 빠르게 떨어져 나노 전자 장비에 배치된 개별 원자를 더 쉽게 제어할 수 있다.
또한, 이 발견은 MRI의 패러다임을 깨뜨렸는데, 이것은 의학, 화학, 광산 등의 분야에서 널리 사용되는 기술이다. 그러나 원자핵을 제어하고 검출하기 위해 자기장을 사용하는 것은 일부 응용프로그램에서 결점이 될 수 있다.
모렐로 교수는 핵 스핀을 제어하는 자기장과 전기장의 차이를 당구대의 유추로 설명했다. 자기 공명을 사용하는 것은 책상 전체를 들어 흔들어 책상 위의 타깃 공을 움직이려고 하는 것과 같지만 동시에 다른 모든 공도 움직일 수 있다. 그리고 전기 공진의 돌파는 마치 당구대로 직접 목표구를 맞추는 것과 같다.
팀의 원래 실험 계획은 핵스핀이 큰 안티몬 원자 하나에 대해 핵자기 공명을 하는 것이었다. 놀랍게도, 그 실험은 성공하지 못했지만 전기 공명을 발견했다.
모렐로 교수는 이 기념비적인 성과는 양자적 복잡성을 이용해 감도가 크게 향상된 전자기장 센서를 구축할 수 있는 등 발견과 응용의 보고가 될 것이라고 말했다. 그리고 이 절단은 실리콘으로 만들어진 간단한 전자 장비에서 이루어지며, 금속 전극에 작은 전압을 가해 원자핵을 제어할 수 있다.
출처: 퀵테크
