노벨 물리학상 페르·그륀베르크 성과는

‘하드디스크’ 원리 발견… IT혁명 주도

알베르 페르와 페터 그륀베르크의 올해 노벨 물리학상 수상은 현재 과학계의 주류로 떠오른 나노 기술 분야에서 탄생한 첫 번째 수상이라는 점에서 의미가 크다. 특히 전날 발표된 생리·의학상 역시 생명과학 분야에서 급부상하고 있는 ‘줄기세포 연구’가 가져간 것을 감안하면, 고전 과학의 패러다임이 급속도로 바뀌고 있다는 점을 증명한 사례로 평가된다. 실제 물리학상을 선정한 스웨덴 왕립과학원은 “거대자기저항(GMR)은 전도가 유망한 나노기술 분야에서 최초의 ‘진정한’ 응용으로 여겨질 수 있다.”고 밝혔다. 페르와 그륀베르크는 지난 1988년 불과 수나노미터 수준인 각기 다른 성질의 박막 세 개를 붙이면 자성에 따른 저항을 극대화시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 당시 물리학계에서는 자성이 흐르면 물체의 저항이 달라진다는 점을 알면서도, 일반 물질에서는 저항차가 크지 않아 뚜렷한 연구 성과를 내지 못하고 있었다. 겹쳐진 박막 구조를 통해 저항이 극대화되면, 전류를 흘렸을 때 박막 내에 위치한 각기 다른 방향으로 도는 두 가지 전자(스핀-업, 스핀-다운)를 쉽게 구분할 수 있어, 스핀-업과 스핀-다운 전자가 각기 의미하는 디지털 코드(1과 0)를 명확하게 읽을 수 있다.

고등과학원 박권 연구원은 “저항을 극대화시키면서 좁은 공간에 저장된 정보를 뚜렷하게 식별하는 것이 가능해졌다.”면서 “워낙 획기적인 발견이었기 때문에 물리학 연구성과로는 드물게 바로 공학과 산업 분야로 이어져 97년쯤 상용화 제품이 등장했다.”고 말했다. 박 연구원은 “저장장치인 하드디스크의 크기가 본격적으로 작아지면서,PC는 물론 노트북 컴퓨터,MP3플레이어 등 IT산업이 급속도로 발달하는 계기를 제공했다.”고 설명했다.



두 사람의 발견은 80년대 말부터 90년대 초에 걸쳐 고체물질물리(응집물질물리) 분야에 일대 파란을 일으켰다.IBM을 비롯한 IT업체들이 이들의 발견을 이용한 제품 개발에 속속 뛰어들었고,PC산업의 비약적 발전으로 이어졌다. 초창기 3장만 겹쳐졌던 박막은 나노 기술의 발달로 점차 겹쳐지는 양이 늘어났다. 담을 수 있는 양은 기하급수적으로 늘어난 반면 크기는 계속 얇아져 MP3플레이어와 PMP(휴대형멀티미디어플레이어) 등으로 영역을 확대해 왔다.

박건형기자