초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제의 최종목표는 “비평형상태의 대칭보호 위상물질의 물성 이해”이다. 대칭보호 위상물질은 여러 가지 추상적인 수학적인 양들로 특징지어진다. 본 연구자는 이런 추상적인 양들을 실험으로 측정할 수 있는 양들로 표현하고자 하였다. 현실적으로 실험 상황에서는 해당 물질들을 들뜨게 해야 하고 자연스럽게 이런 들뜸이 커져서 비평형상태에 도달한 경우의 물성에 관심을 가지게 되었다. 이런 배경으로 광들뜸에 의한 비평형상태의 상전이 현상 그리고 일차원 피-파 위상 초전도체의 물성들을 연구하였다.

□ 연구 목표대

□ 연구개요
본 연구과제의 최종목표는 “비평형상태의 대칭보호 위상물질의 물성 이해”이다. 대칭보호 위상물질은 여러 가지 추상적인 수학적인 양들로 특징지어진다. 본 연구자는 이런 추상적인 양들을 실험으로 측정할 수 있는 양들로 표현하고자 하였다. 현실적으로 실험 상황에서는 해당 물질들을 들뜨게 해야 하고 자연스럽게 이런 들뜸이 커져서 비평형상태에 도달한 경우의 물성에 관심을 가지게 되었다. 이런 배경으로 광들뜸에 의한 비평형상태의 상전이 현상 그리고 일차원 피-파 위상 초전도체의 물성들을 연구하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제의 최종목표는 “비평형상태의 대칭보호 위상물질의 물성 이해”이며 본 연구자는 이와 관련하여 정량적인 목표로 교신저자로 1년에 1편의 SCI 논문을 게재하는 것으로 하였다. 지난 2년 9개월의 연구 기간에 2편의 교신저자 SCI 논문을 게재하였기에 정량적인 측면에서는 목표대비 약 70%의 성과를 이루었다고 판단한다. 추가로 고려할 사항은 특히 2020년에 코로나 팬데믹으로 인한 강의 부담이 급격히 증가하여 정상적인 연구를 진행할 수 없었다는 점이다.
기존 계획에서는 비평형상태의 대칭보호 위상물질의 광특성을 우선 연구하고자 하였으나 엑시톤 절연체에 대한 흥미로운 실험결과 때문에 광들뜸에 의한 비평형 파리코프-킴볼 모델의 상전이 연구로 전환하게 되었다. 켈디쉬-쉬빙거 이론을 이용하여 질서 변수를 시간의 함수로 구하고 질서 변수의 양자 요동의 상관함수 역시 수학적으로 계산할 수 있었다. 본 연구자가 아는 한 이 상관함수는 처음 유도된 것이다. 이 연구 결과는 Physica E에 2022년 1월 게재되었다.
기존 계획에서는 위상보호 물질의 특성 중 하나인 군-코호모로지를 연구할 계획이었으나 기계학습의 방법으로 위상보호물질을 판단할 수 있을 것으로 착안하여 일차원 피-파 위상 초전도체에 적용하여 흥미로운 결과를 도출하였다. 이 연구결과는 Journal of the Korean Physical Society에 2021년 5월 게재되었다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
기본적으로 본 연구과제는 순수한 이론연구이기 때문에 직접 사회적 경제적 측면에서 활용되기는 어렵다.
본 과제의 주요 개발성과 중 하나인 광들뜸에 의한 비평형상태의 파리코프-킴볼 모델의 상전이 연구는 최근 아주 활발하게 연구되는 있는 초고속분광학의 실험 결과해석에 활용될 수 있다. 그 이유는 지금까지 비평형상태의 상전이를 체계적으로 기술하는 접근이 거의 부재하였는데 본 연구에서는 비평상태의 질서 변수, 양자 요동, 그리고 집단 들뜸에 대한 수학적인 결과를 도출하였기 때문이다.
또 다른 주요 개발성과인 일차원 피-파 위상 초전도체의 기계학습 연구는 물질의 위상특성 여부를 기계학습 알고리즘으로 파동함수를 학습하게 하여 판단하게 한 매우 흥미로운 결과로서 기존의 수학/양자장론 접근 방법을 보완할 수 있을 것으로 기대한다.

(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 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 21