20년 묵은 자성체 비밀 세계 첫 해명

국내 연구진이 세계 물리학계의 20년 난제인 ‘같은 차원의 자성체에서 거듭제곱법칙 분포지수가 왜 다양한 값을 갖는가.’에 대한 해답을 찾아냈다.

한국과학기술원(KAIST)은 16일 이 대학 물리학과 신성철·류광수 박사팀이 ‘자구벽(상이한 자화방향의 두 자기구역간 경계면) 미세구조 변화가 거듭제곱법칙에 미치는 영향’을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처 피직스’의 16일자 인터넷판에 게재됐다.

연구팀에 따르면 물리학계에는 1980년대 밝혀진 ‘거듭제곱법칙’이라는 것이 있다. 겉보기에 불규칙해 보이는 자연 및 사회현상도 한데 모아 놓고 보면 상관관계가 있다는 것을 뜻한다. 자성체에도 이같은 법칙이 존재한다.1919년 독일의 물리학자 바크하우젠이 처음 발견한 ‘바크하우젠 잡음현상’이다.

그동안 수많은 물리학자들이 이 현상을 연구했지만,‘거듭제곱법칙 분포지수가 같은 차원의 자성체에서 왜 다양한 값을 갖는지’ 하는 의문은 미해결 과제로 남았었다.

이번에 카이스트 연구팀은 특수 기능의 ‘광자기 현미경’을 이용해 자구벽의 미세구조 변화가 거듭제곱법칙 분포지수 변화에 결정적 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 “온도가 섭씨 20도에서 35도로 상승하는 과정에서 자구벽 구조가 톱니 모양에서 평평한 모양으로 민감하게 변화했다.”고 설명했다.

이영표기자