초록 ▼

□ 연구개요
전자들 더 나아가 입자들 간의 상호작용에 대한 연구는 자연 현상을 이해하는 물리학의 중심이 되어 왔다. 이 중 상호작용이 약한 약상관계 현상은 현대 응집 물리학의 단일 입자 패러다임을 이용하여 깊은 이해가 가능했으며, 반도체 산업 등 인류 발전에 큰 기여를 했다. 반면, 많은 입자가 강하게 상호작용하는 강상관계에서는 약상관계 현상이 아닌 새롭게 발현된(emergent) 현상들이 나타나는데, 고온초전도체, 다양한 자성 및 스핀 액체(spin-liquid)등 신비로운 자연현상이 발견되었다. 하지만 그에 대한 이론적 이

□ 연구개요
전자들 더 나아가 입자들 간의 상호작용에 대한 연구는 자연 현상을 이해하는 물리학의 중심이 되어 왔다. 이 중 상호작용이 약한 약상관계 현상은 현대 응집 물리학의 단일 입자 패러다임을 이용하여 깊은 이해가 가능했으며, 반도체 산업 등 인류 발전에 큰 기여를 했다. 반면, 많은 입자가 강하게 상호작용하는 강상관계에서는 약상관계 현상이 아닌 새롭게 발현된(emergent) 현상들이 나타나는데, 고온초전도체, 다양한 자성 및 스핀 액체(spin-liquid)등 신비로운 자연현상이 발견되었다. 하지만 그에 대한 이론적 이해는 부족해서 많은 난제들(예를 들어, 고온초전도체의 기작)이 있는 실정이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
강상관계 물리의 패러다임 부재, 강상관계 이론 연구의 가장 어려운 점이다. 다체계의 강한 양자역학적 얽힘(entanglement)과 상호작용때문에, 약상관계의 " 단일입자 패러다임"이 적용 불가능하게 되고, 결국 대부분의 강상관계 이론 연구는 신뢰성 부족이라는 내재적 한계를 가지게 된다. 본 연구 과제에서는 이러한 내재적 한계를 극복하기 위해, “디자인된 강상관계” 접근법을 제안한다. 신뢰할 수 있는 분석과 실험 구현 가능성, 두 가지가 충족되는 강상관계를 능동적으로 디자인하는 접근방식의 연구를 수행하였다.
총 13편의 논문을 작성하였으며 2명의 박사와 1명의 석사를 배출하였다. 연구 논문은 PRL 등 분야 탑 저널들에 출판되었으며, 연구 목표 관련 연구를 하던 오한빛 박사과정 학생은 KPS등에서 연구의 우수성을 인정받아 다수의 수상을 하였다. 연구책임자 또한 한림원의 차세대리더 등으로 인정받는 등 다수의 수상을 하였다. 이로부터 연구 목표를 충분히 달성했다고 판단된다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
강상관계에서는 새로운 발현된(emergent) 현상들이 나타난다. 예를 들어 자성체에서 기본 자유도인 스핀이 아닌, 스핀들로 부터 새로운 발현된 여기들(emergent excitations)이 발견되고 있다. 발현된 마요라나 페르미온등이 예인데 이러한 새로운 현상들은 본 연구과제의 접근과 같은 새로운 이론적 접근이 요구하고 있기에 그에 대한 많은 연구가 필요하다. 본 연구과제에서 얻은 결과와 향후 심화된 이해를 통하여 궁극적으로 발현된 양자 상태들의 제작 및 제어를 추구한다. 이를 통하여 향후 양자과학 및 기술에 기여할 수 있고 더 나아가 물리학의 새로운 패러다임 구축에 이바지 할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 6
• 3) 목표 달성 수준 ... 6
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 9
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 참고문헌 ... 10
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 12
• 끝페이지 ... 23