| 中, 저온 원자 시스템에서 구면 양자홀효과 시뮬레이션을 위한 새로운 방안 제안 | ||
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 최근 중국과학기술대학 궈광찬(郭光燦) 원사팀의 저우정웨이(周正威) 교수가 이끄는 연구팀은 미국 라이스대학, 캘리포니아대학 샌디에이고캠퍼스, 중국과학원 물리연구소와 공동으로 저온 원자 시스템에서 자기 단극장(Magnetic Monopole field) 시뮬레이션을 위한 새로운 방안을 제안하였다. 이로써 저온 원자 시스템에서의 구면 위 양자홀효과(quantum hall effect) 연구 및 새로운 특이 양자상태 발견을 위해 이론적 지침을 제공하였다. 해당 연구 성과는 최근 "Physical Review Letters"에 게재되었다. 저온 원자 시스템에서의 유효 게이지장(gauge field) 시뮬레이션을 통하여 중성원자의 양자홀효과를 구현하는 연구는 초저온 가스 양자 시뮬레이션에서 해결해야 할 중요한 과제이다. 기존의 연구에 의하면 한 무더기 속박된 초저온 양자 가스 회전을 통해 중성원자에서 등가 자기장을 시뮬레이션할 수 있기에 동 시스템에서 양자홀효과 구현이 가능하다. 하지만 회전에 따른 원심력에 의해 원자단(atomic group)이 속박트랩에서 이탈할 수 있으므로 예상했던 물리적 효과를 관측하기 어렵다. 이를 감안하여 연구팀은 일종의 새로운 저온 원자에서의 양자홀효과 시뮬레이션 방안을 제안하였다. 분석 결과, 다중 성분 저온 원자 가스에서 기존 자기강도에 대한 동역학적 제어를 통해 현실공간에서 등가 자기 단극장을 시뮬레이션할 수 있다. 뿐만 아니라 기존의 실험 조건을 재이용하여 저온 원자단을 밀폐된 구면에 속박시킬 수 있다. 노벨상 수상자 홀데인은 분수 양자홀효과 이해를 돕기 위해 구의 중심을 유효 자기 단극으로 하는 구면을 제안하였다. 현재 거의 모든 대통일이론(grand unified theories)이 자기 단극의 존재를 예언하고 있지만 실험을 통해 자기 단극이 존재한다는 믿음직한 증거를 관측한 적은 없다. 따라서 홀데인의 가상은 실험에서 실현하기 어려운 다만 문제를 파헤치는 아이디어로 여겨졌다. 연구팀은 기존의 조건을 교묘하게 이용하여 등가 자기 단극장을 구현함으로써 상기 어려움을 극복하였다. 이로써 실험 플랫폼에서의 홀데인 구면 정밀 구현을 위해 장애물을 제거하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2018-04/11/content_392110.htm?div=-1 |
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