‘중페르미온‘비밀도 풀었다

증평 출신 심지훈 박사...‘사이언스 익스프레스‘에 게재

충북 증평에서 태어난 포스텍(포항공대) 출신의 토종박사 심지훈(32·미국 러트거스대 박사후연구원·사진)씨가 지난 3월 핵에너지 원료인 플루토늄(Plutonium)의 특성을 세계 최초로 규명<본보 4월 5일자 1면>한 데 이어 중페르미온(Heavy fermion)의 형성 비밀도 풀었다.

포스텍은 물리학과 출신인 심 박사가 미국 러트거스대 연구팀과 함께 극저온에서 일반 전자보다 유효 질량이 100~1천배 무거워지는 페르미온의 형성을 설명하는 이론을 제시했다고 2일 밝혔다.

심 박사의 이 같은 연구결과는 세계적 과학잡지인 사이언스의 온라인판 ‘사이언스 익스프레스’ 1일자에서 실렸다.

심 박사는 이로써 지난 3월 ‘네이처’에 이어 7개월 사이에 세계적 과학잡지에 잇따라 논문을 게재하는 쾌거를 올렸다.

페르미온은 전자 등과 같이 반정수 스핀을 갖는 기본 입자를 통칭하는 것으로, 양자역학 법칙에 따라 동일한 입자가 같은 자리에 존재하는 것을 거부하는 성질을 갖고 있다.

여기서 중페르미온 전도체는 양자컴퓨터 등에 활용되는 고온초전도체와 성질이 유사한 것으로 알려져 고온초전도체 개발 연구와 함께 최근 활발하게 연구되고 있지만 중페르미온 물질계의 전자구조를 설명하는 데는 한계가 있었다.

심 박사는 동역학적 평균장 이론(DMFT : Dynamical Mean Field Theory)을 이용, 온도에 따른 중페르미온의 형성과정을 성공적으로 설명했고, 이를 통해 그동안 논란이 돼온 광전자 분광학에 대한 실험 등의 결과들을 성공적으로 재현했다.

심 박사가 제시한 이 이론은 고온초전도체와 새로운 초전도체 제작을 위한 연구 등에 적용될 것으로 기대된다.
이 논문의 제1 저자인 심 박사는 증평초(55회), 형석중(19회), 운호고(24회)를 졸업했고, 포스텍 물리학과에서 석·박사학위를 받았다.

2005~2006년 한국학술진흥재단의 해외박사 후 연구원 연수지원을 받아 현재 미국 러트거스대 코틀리어 교수 그룹에서 연수를 받고 있다.

심 박사는 지난 8월에는 아시아·태평양 지역의 젊은 물리학자에게 수여하는 ‘씨엔양 어워드(C.N Yang Award)’를 수상하기도 했다. <본보 8월 23일자 1면>

아버지 심재복(61.증평군 증평읍 용강리)씨와 어머니 지필순(56)씨의 2남2녀 중 셋째로 태어난 심 박사는 같은 물리학 연구의 길을 걷고 있는 부인과의 사이에 아들 하나를 두고 있다.

/ 강신욱기자