(좌측부터) DGIST 화학물리학과 이재동 교수, 배기민 박사. (사진=DGIST 제공)​​

DGIST 화학물리학과 이재동 교수 연구팀이 자연계 ‘열린 양자 환경’에서 양자질서가 붕괴하는 미시적 메커니즘을 세계 최초로 규명했다.

이번 연구는 이상적인 양자 이론과 실제 환경에서 작동하는 양자기술 간의 간극을 메울 핵심 성과로 평가된다.

고체에 강한 빛을 조사할 때 발생하는 고차 조화파 과정에서는 극히 짧은 시간 동안 전자 결맞음이 무너지는 현상이 나타나지만, 그 원인은 오랫동안 밝혀지지 않았다.

연구팀은 기존 한계를 넘어서는 ‘린드블라드 마스터 방정식’ 계산법을 새롭게 개발해 전자 간 상호작용뿐 아니라 주변 환경과의 상호작용까지 동시에 분석할 수 있는 이론적 기반을 마련했다.

이를 통해 초방사와 광대역 방출 현상 간 상쇄 간섭이 발생하며, 환경과의 상호작용이 전자 결맞음 붕괴를 결정짓는 핵심 요인임을 밝혀냈다.

이재동 교수는 “이번 연구로 10여 년간 풀리지 않던 난제를 해결했다”며 “이상적 이론을 현실 양자기술로 연결하는 계기를 마련했다”고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단과 DGIST 지원으로 수행됐으며, 결과는 국제 학술지 ‘Advanced Science’에 게재됐다.