플라스마 기반 기술 // 과학

전자들이 절대영도에 가깝게 냉각되어 강력한 자기장 아래 2차원 층에 갇히면 전하가 4분의 1인 입자들이 나타나는 희귀 양자 상태가 드러난다 ¹. 양자 메모리의 무작위 액세스 방식은 하나의 프로세서가 7개의 저장 셀 중에서 선택하는 기능을^♪1 제공한다 ².

1. ♪1하나만 고르는 건 너무 어렵지 않을까요?래니의 각주 · 「7개의 저장 셀 중에서 선택하는 …」

DGIST 홍정일 교수 연구팀이 전류 펄스를 이용해 페리자성체 내 스핀 구성을 변경하는 전기적 제어 방법을 성공적으로 구현했다 ². 물리학자들은 차세대 마이크로칩 암호화를 위한 새로운 물질 청사진을 이론적으로 제안했다 ¹. 초전도체의 임계 전류 한계를 넘어서기 위해 피코초 펄스가 활용되었다 ³. 일본 국립물질과학연구소(NIMS) 산하 재료나노아키텍처 연구센터(MANA)는 원자 규모의 계단이 초전도체 와텍스를 유도하며, 온도와 자기장이 이를 조절한다는 점을 발견했다 ⁴. 원자층 두께의 물질을 선택해 쌓고 상대적 각도를 변경하는 트위스트로닉스를 통해 원래 물질에 없던 전자적 거동을 생성하는 양자 가능성 지도 카탈로그가 제작되었다 ⁵. CVD로 성장시킨 1H MoS2 이층 구조에서 원자 정렬을 통해 직접 밴드갭, 강화된 엑시톤 방출, 더 강한 밸리 편광이 나타났다 ⁶. 탄소 나노튜브 폼에서 새로운 종류의 기계적 메모리가 확인되었다 ⁷. 스핀 홀 나노 발진기 내부의 자화 역학이 처음으로 직접 이미지화되었다 ⁸.

플라스마 기술의 식물 기반 포장재 적용 가능성이 제기되었다 ². 이 기술은 식물 기반 포장재가 플라스틱을 대체하는 데 도움을 줄 수 있다 ². 한편, 광집적회로는 전기 전류에만 의존하지 않고 광신호를 통해 정보를 경로 지정하며, 실리콘(Si)과 질화실리콘(SiNx)이 파동 가이드에 우수한 광학 플랫폼으로 활용된다 ¹.

레이저 실험을 통한 태양 플레어 물리학 재현 및 일관된 자기 재결합률 확인이 이루어졌다 ³. 자기 재결합은 전도성 플라스마의 자기장이 빠르게 재배열되며 저장된 막대한 자기 에너지를 방출하는 과정이다 ³. 스탠퍼드 팀은 기계적 공진기에서 소리의 양자 도약을 최초로 직접 관측했다 ¹. KAIST가 2011년에 발견한 그래핀 옥사이드 액정은 고강도 및 고열전도성 그래핀 섬유 생산 기술로 이어지는 연구의 기반이 되었다 ². 라드바우드 대학교와 컬럼비아 대학교 연구진은 매우 안정적인 양자 가스를 통해 강하게 상호작용하는 시스템을 관찰하는 새로운 렌즈를 제공했다 ⁴. 뉴욕시립대학교 물리학자들은 층상 반도체 내부의 자기파를 이용해 마이크로파 신호를 빛으로 전송하는 방법을 입증했다 ⁷.

예일대 연구진이 플라스마와 전기를 이용해 이산화탄소를 메탄올, 부탄 및 기타 유용한 화학 물질로 전환하는 기술을 개발했다 ³. 한편, 플라스마 웨이크필드 가속에서의 빔-웨이크 상호작용이 Nature를 통해 공개되었다 ⁴.

플라스마 엔진의 새로운 설계는 희박한 공기만을 연료로 사용한다 ¹. 위성 궤도 선택 시 100~450km 사이의 매우 낮은 지구 궤도(VLEO)는 원격 탐사 카메라가 더 나은 사진을 찍을 수 있는 이점이 있다 ¹.

5원환, 6원환, 7원환으로 구성된 곡면 나노그래핀이 2단계 공정을 통해 합성되었다 ¹. 나노그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양으로 연결된 2D 전도성 물질인 그래핀의 분자 파편으로 간주된다 ¹. 한편, 마이크로칩이 전기 대신 빛으로 정보를 전송하게 하여 컴퓨터 속도를 높이고 에너지 소비를 줄일 수 있는 초소형 나노레이저가 개발되었다 ². 또한, 금속 나노구조의 빛 집중 능력과 유전체 나노구조의 저손실 빛 저장 능력을 결합하여 두 가지 빛 공명 모드를 독립적으로 제어하는 단일 나노구조가 구현되었다 ⁵.

프린스턴 연구진이 밀리초 단위로 핵융합 플라스마를 감시하고 제어하는 AI 시스템을 테스트했다 ¹. 해당 시스템은 인간 운영자보다 빠르게 반응하며, 한 실험에서는 손상을 입히는 불안정성을 예측했다 ¹. 한편, 마이크로파 보조 합성 방식이 화학 반응을 가속화할 수 있다는 점은 엔지니어들에게 알려져 왔다 ². 최근에는 마이크로파 보조 제조 과정에서 나노입자가 형성되는 모습을 실시간으로 관찰하여 누락된 연결 고리를 발견했다 ².

일본 연구진이 통합 도파관 어레이 기반의 10채널 다중화 양자 광학 인터페이스를 시연했다¹. 이는 중성 원자 큐비트를 병렬로 연결하는 핵심 기술이다¹. 그라츠 공과대학교, 하버드 대학교, 텍사스 대학교 오스틴 연구진은 비선형 광 결합을 위한 새로운 나노구조를 개발했다². 이 방법은 비선형 광 변환 효율을 72,000배 높였다².

연구팀이 진공 요동을 통해 초전도 현상을 강화하는 데 처음으로 성공했다 ¹. 또한 광학 마그누스 효과가 처음으로 관측되었으며, 이는 양자 컴퓨터 제어 정밀도를 높일 수 있다 ².

천체물리학자와 플라스마 물리학자로 구성된 국제 연구팀이 활성 별을 둘러싼 강한 자기장이 코로나 질량 방출을 완전히 억제할 수 있다는 첫 실험적 근거를 제시했다 ¹. 한편 인공지능 기반 알고리즘이 활성 은하 3C 345의 이미지 116장을 활용해 플라스마 제트의 상세 영상을 제작했다 ².

초기 우주의 플라스마가 가상의 암흑 물질 후보인 '암흑 광자'가 우주를 가열하는 것을 막았을 가능성이 Physical Review Letters에 발표되었다 ¹. 한편, 알터마그네티즘은 컴퓨터 메모리와 같은 스핀 수송 응용 분야에 관심이 높은 새로운 제3의 자성 유형이며, 단축 변형을 통해 전자 흐름을 조절하는 새로운 방법이 밝혀졌다 ².