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[IT뉴스]KAIST, 전류·발열 없이 자석으로 정보처리···3차원 마그논 효과 첫 규명

온카뱅크관리자

2025-05-22 07:57:32

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">독일 마인츠대와 공동연구<br>차세대 정보처리 소자 응용</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="B8jEtQCnlo">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6a39efdcfa0ae1b4a6466e3e56b7c4a47e54275c2b67774eb78d1995921d2b16" dmcf-pid="b6ADFxhLCL" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 최초로 발견한 세 가지 종류의 마그논 동역학을 기술하는 비가환 마그논 양자색역학 모식도. 사진 제공=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202505/22/seouleconomy/20250522074636387gtii.png" data-org-width="293" dmcf-mid="qRhT9N5rTg" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202505/22/seouleconomy/20250522074636387gtii.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            연구팀이 최초로 발견한 세 가지 종류의 마그논 동역학을 기술하는 비가환 마그논 양자색역학 모식도. 사진 제공=KAIST
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="8239f8bbaa4651a7022587ebd7bcff8f4f903b5eb8a70272bc40c4bd64082602" dmcf-pid="KPcw3Mloln" dmcf-ptype="general">
            [서울경제] 
           <p>국내외 공동 연구진이 전류 없이 자석만으로 정보 전달이 가능한 새로운 ‘마그논(스핀파)’ 이론을 세계 최초로 규명했다. 차세대 뉴로모픽(뇌를 닮은) 연산 등 다양한 정보처리 소자 개발에 기여할 것으로 기대된다.</p>
          </div>
          <p contents-hash="64742b9b419eb0e4758ee1c8027857e4d360dfb19dbf5ee7002c3cc69d2ce87d" dmcf-pid="9GbVkZMUyi" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST)은 김세권 물리학과 교수와 리카르도 자르주엘라 독일 마인츠대 박사 공동 연구팀이 ‘쩔쩔맴 자성체’라는 복잡한 자석 구조 안에서 마그논과 솔리톤(스핀 소용돌이)의 상호작용을 통해 마그논 홀 효과가 기존 2차원을 넘어 3차원에서 자유롭고 복잡하게 일어난다는 것을 세계 최초로 밝혀냈다고 22일 밝혔다. 연구성과는 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 이달 6일 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="eb191ac1cf79b8d8f145e5656834655316699cb27f0fa8afa361fcc4cbfd3809" dmcf-pid="2HKfE5RuhJ" dmcf-ptype="general">마그논은 전류를 쓰지 않고 정보를 전달해 발열이 없는 차세대 정보처리 기술로 주목받는다. 지금까지의 마그논 연구는 스핀들이 한 방향으로 가지런히 정렬된 단순한 자석에서만 이루어졌고 이를 설명하는 수학도 비교적 단순한 ‘가환 게이지 이론’이었다. </p>
          <p contents-hash="a71f1a8d9502fb2a5fa307ad112091acd7c400503e4beba246ab838784a125ca" dmcf-pid="VX94D1e7ld" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존보다 한 차원 높은 수학인 비가환 게이지 이론을 적용했다. 기존 선형 자성체에서는 자기 상태를 나타내는 값(질서 변수)이 벡터로 주어진다. 이에 기반한 마그노닉스 연구에서는 마그논이 스커미온과 같은 솔리톤 구조에서 이동할 때 U(1) 가환 게이지장이 유도된다고 해석돼왔다. 이는 솔리톤과 마그논의 상호작용은 양자전기역학(QED)과 유사한 구조를 가지며 이를 통해 2차원 자성체에서의 마그논 홀 효과와 같은 여러 실험적 결과를 잘 설명해 왔다. </p>
          <p contents-hash="1e60ed4c9d4882f1cb5a290fae3e2805f81740c086d27f3b5baa53bbe24d10ca" dmcf-pid="fZ28wtdzCe" dmcf-ptype="general">하지만 연구팀은 이번 연구를 통해 쩔쩔맴 자성체에서는 질서 변수가 단순한 벡터가 아닌 쿼터니언으로 표현돼야 하고 그 결과 마그논이 느끼는 게이지장도 단순한 U(1) 가환 게이지장이 아닌 SU(3) 비가환 게이지장이 된다는 점을 이론적으로 최초 규명했다. </p>
          <p contents-hash="62bb1fada2b1b5e6699c1ad3da65d4a7f689e2a04b41386350e16501cfa02dfa" dmcf-pid="45V6rFJqyR" dmcf-ptype="general">이는 곧 쩔쩔맴 자성체 안에는 기존의 자성체에서 보이던 한두 가지 종류의 마그논이 아닌 세 가지 종류의 마그논이 존재하며 이들 각각이 솔리톤과 복잡하게 얽혀 상호작용하게 된다는 뜻이다. 이러한 구조는 전자기 힘을 설명하는 양자전기역학(QED)보다는 양자색역학(QCD)과 유사한 구조를 갖는다는 점에서 큰 의미를 지닌다.</p>
          <div contents-hash="050e6846398f9da3edf2f298c48755ddfa32f97494cac4d385bc761a603ba662" dmcf-pid="81fPm3iBlM" dmcf-ptype="general">
           <p>김 교수는 “이번 연구는 쩔쩔맴 자성체의 복잡한 질서 속에서 발생하는 마그논의 동역학을 설명할 수 있는 강력한 이론적 틀을 제시했다”며 “비가환 마그노닉스를 최초로 제시함으로 양자 자성 연구 전반에 영향을 줄 수 있는 개념적 전환점이 될 것”이라고 말했다.</p> 김윤수 기자 sookim@sedaily.com
          </div>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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