육안으로 관찰 가능한 '시간 결정체' 최초 제작

미국의 과학자들은 인간이 맨눈으로 실제로 볼 수 있는 최초의 결정체를 개발해, 다양한 기술 분야에 응용할 수 있는 전망을 열었습니다.

현미경으로 관찰한 시간 결정의 줄무늬 - 사진: Nature Materials

Science Daily 과학 지에 따르면, 콜로라도 볼더 대학(미국)의 과학자들은 육안으로 볼 수 있는 특수한 조건에서도 현미경으로 직접 관찰할 수 있는 새로운 형태의 "시간 결정"을 성공적으로 개발했습니다.

공간적으로 배열된 일반 결정과는 달리, 시간 결정은 원자나 분자와 같은 구성 요소가 에너지 없이도 지속적으로 진동하고 순환하는 특수한 물질 상태입니다. 마치 영원히 작동하는 시계와 같습니다.

이 아이디어는 노벨 물리학상 수상자인 프랭크 윌첵이 2012년에 제안한 것으로, 이 개념의 실험적 버전은 지금에 와서야 존재합니다.

이번이 수정이 처음으로 만들어진 것은 아니지만, 인간이 실제로 볼 수 있는 최초의 수정으로, 앞으로 많은 응용 가능성이 열릴 것으로 기대됩니다.

9월 4일 Nature Materials 저널에 게재된 연구에서, 이반 스말류크 교수와 대학원생 한칭 자오가 이끄는 팀은 휴대폰 화면에 흔히 사용되는 소재인 액정을 사용해 시간 결정을 만들었고, 빛을 비추면 끝없이 반복되는 소용돌이 패턴으로 배열되었습니다.

"빛이 살짝 번쩍이는 것만으로도 시간 결정의 세계가 나타납니다. 현미경으로도 관찰할 수 있고, 특수한 조건에서는 맨눈으로도 관찰할 수 있습니다."라고 연구팀은 말했습니다.

실험에서 과학자들은 염료 분자로 코팅된 두 유리판 사이에 액정 용액을 넣었습니다. 빛을 비추자 염료 분자의 방향이 바뀌어 액정에 영향을 미쳐 수천 개의 "매듭"을 형성하고 반복적인 주기로 움직이기 시작했습니다.

현미경으로 관찰하면 이 현상은 수 시간 동안 지속되는 생생하고 줄무늬 패턴을 만들어냅니다.

놀랍게도, 이러한 결정 샘플은 온도가 변해도 움직임을 유지하여 높은 안정성을 나타냈습니다.

저자들은 이 새로운 기술이 다양한 분야에 활용되고 적용될 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 말합니다. 예를 들어, 정부는 위조 방지를 위해 지폐에 시간 결정체를 통합할 수 있습니다. 빛을 비추는 것만으로도 특징적인 "시간 표시"가 나타납니다.

또한, 여러 개의 시간 결정을 쌓으면 복잡한 패턴을 만드는 데 도움이 될 수 있으며, 이를 통해 대량의 디지털 데이터를 저장하는 방법을 개발할 수 있는 길이 열릴 수 있습니다.

"우리는 지금 당장 잠재적인 응용 분야를 제한하고 싶지 않습니다. 이 기술을 여러 방향으로 발전시킬 수 있는 많은 기회가 있다고 생각합니다."라고 스말류크 교수는 강조했습니다.

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공개적인 계시

출처: https://tuoitre.vn/lan-dau-tao-ra-tinh-the-thoi-gian-co-the-quan-sat-bang-mat-thuong-20250908124159946.htm