세계 최초 원자칩 기반 고리형 원자 포획 성공

교원대 김중복 교수 연구팀

원자칩 구조 및 다양한 형태의 퍼텐셜(왼쪽) 원형 고리 궤도를 따라 회전하는 모습.

[충북일보] 김중복 한국교원대 양자광학 연구팀이 세계 최초로 원자칩 기반 고리형 원자 포획 기술을 개발했다.

두 번에 걸칠 노벨 물리학상을 수상한 광자기 포획과 보즈-아인슈타인 응축(BEC) 기술들을 이용해 원자칩에 생성된 BEC 상태의 루비듐 원자들을 이용하여 고리형 포획을 성공한 것이다.

연구팀은 라디오 주파수 영역의 3개의 전자기파 자기장들과 원자칩에 흐르는 정자기장을 중첩시켜 원형 고리 모양의 퍼텐셜을 만들 수 있었다.

그 동안 세계적 연구 그룹들에서 해결하지 못한 지구 중력 문제와 자기장들 사이의 균일하지 않은 상호작용 문제를 제거함으로써 성공한 것이다.

가해주는 전자기파의 주파수 차이와 위상을 제어하여 원형 고리를 따라 BEC를 임의의 위치에 놓기도 하고 고리를 따라 속도를 달리하며 돌릴 수도 있게 됐다.

원형 고리 포획 기술은 초정밀 관성 측정을 위한 원자 간섭계를 개발하거나, 원자 SQUID 개발, 각운동량의 양자화 및 초유체 실험 등에 활발하게 응용될 수 있다.

이번 연구는 Physical Review A에 게재가 확정됐다.

/김병학기자