박용섭
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평범한 물리학자의 TMI

물리학자. 고체/응용 물리 실험 전공. 세상의 모든 지식을 알고싶어 함. 물리학/반도체/컴퓨터/디스플레이/양자기술/인공지능 최신동향과 바이오 기술에 관심이 많음. 공저 <물질의 재발견> (2023 김영사).

경력
교육/연구 - 경희대학교 물리학과
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박용섭
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아토초가 노벨상을 받았다 (2/2)

전편에서 이어진다. 올해가 아니고 2018년 노벨 물리학상도 레이저 관련 업적이 받았는데, 그 기술을 CPA(chirped pulse amplification)라고 한다. 강력한 레이저 펄스를 만들어 내는 일은 SF 영화 스타트렉에 나오는 광자어뢰 (photon torpedo) 같은 데 쓸 수도 있겠지만, 그 보다는 과학자들이 극도록 강력한 전기장에서 일어나는 물리현상에 관심이 있기 때문이다. 지난 이야기에서 설명한 Ti:S 레이저에서 펨토초 수준의 극초단(ultrahort) 펄스가 나오지만 개별 펄스가 아주 센 것은 아니다. 간단히 계산해 보면 약 1 와트의 광출력을 내는 레이저를 어렵지 않게 만들 수 있는데, 여기서 펨토초 펄스가 100 메가헤르츠(초당 1억개)로 나온다고 하면 펄스 하나당 10 나노줄(nJ)의 에너지를 갖는다. 펄스 하나의 에너지는 크지 않지만 펨토초 수준의 짧은 시간에 그 에너지가 다 나오므로 펄스 폭이 짧을 수록 순간적으로 가해지는 시간당 에너지는...
산업/기술/IT · 우주/생명 · 기후/환경
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아토초가 노벨상을 받았다 (1/2)

노벨상 시즌이 한참 지났다. 노벨상 발표 때만 되면 호들갑을 떨던 우리 언론도 이제는 지쳤거나 실상을 알아버린게 아닌가 싶다. 노벨 과학상이란 것이 반도체 열심히 만들어서 돈 많이 벌면 자연스레 받는 것이 아니란 것을 말이다. 잘 생각해보면 노벨상 받는다고 어느날 더 잘먹고 잘살게 되는 것도 아니니, 차라리 유망한 산업을 열심히 키워서 부를 축적하는 것이 더 좋을 수도 있겠다. 그러나 사람의 욕심이란 것은 끝이 없어서 앉으면 눕고 싶다고 부를 가지면 명예도 갖고 싶어한다. 그래서 노벨상이 우리를 부자로 만들어주지 않지만 그래도 우리는 원한다. 그런데 아이러니는 원하긴 하는데, 그걸 얻을 수 있는 길과는 다른 길로 간다. 어쨌든 .. 전공이 물리학이라 이번에 노벨 물리학상을 받은 이야기를 좀 해보려고 한다. 한 때 그쪽 분야 일에 좀 몸담고 있었으나, 떠난지 이미 20년 가까이 지나서 이번 수상자들의 자세한 업적을 다 해설할 수는 없고, 한가지 주제를 중심으로 이야기를 해보도록...
산업/기술/IT · 경제/소비자 · 건강/보건
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EUV가 도대체 뭔가요?

반도체가 난리도 아니다.  미국과 중국의 세계 패권 경쟁의 와중에 중국의 첨단 반도체 기술이 미국과 경쟁할 수준으로 올라오지 못하게 하려는 미국의 전략 때문에 반도체 생산 능력으로는 세계 정상인 우리나라는 미국에 붙어서 중국을 배척 해도 손해이고 그 반대로 해도 손해인 상황에 처하고 있다. 전략적으로 정말 신중하게 스텝을 밟아나가지 않으면 까딱 잘못하면 과거 일본의 경우처럼 세계를 호령하는 반도체 강대국에서 쫄딱 망하는 상황으로 순식간에 갈 수도 있다. 현업에서 전략을 수립하는 사람들과 정치 외교를 하는 사람들이 정말 정말 잘 해주기를 바라는 마음 간절하다. 이처럼 격화되는 미중 반도체 경쟁에서 약방의 감초처럼 등장하는 이름이 EUV 장비와 네델란드의 반도체 장비회사 ASML이다. 오늘은 EUV가 대체 뭐길래 이 난리인지 ASML은 왜 “수퍼 을”의 위치에 오르게 되었는지 좀 알아보기로 하자. 이러한 내용을 제대로 이해하려면 반도체가 만들어지는 과정에 대해서 약간은 알 필요...
산업/기술/IT · 경제/소비자 · 사상/철학/역사
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준결정과 노벨상 수상자들 그리고 은퇴한 인쇄 기술자

자연에는 무수히 많은 종류의 물질이 존재한다. 현대 과학이 이룬 가장 중요한 업적은 이처럼 다양한 물질이 그 종류가 백여개에 불과한 원자들의 조합으로 이루어진다는 사실을 알아낸 것이다. 물질의 이루는 원자의 배열 구조를 보면 마구잡이로 무질서하게 배열되어 있는 경우는 극히 드물다. 대부분은 몇개의 원자가 일정한 배열 구조를 가진 단위격자라 부르는 작은 단위체가 있고 이들이 규칙적으로 반복되는 형상을 가지고 있다. 원자나 이온, 분자가 일정한 법칙에 따라 배열되어 커다란 물질 덩어리를 이루는 것을 결정(crystal)이라고 한다. 고대로부터 사람들은 모양이 규칙적이고 색이 특이한 돌 조각을 보석 또는 결정이라고 불렀고 사람들의 호기심을 이를 모양에 따라 분류하기 시작했다. 17세기에 이르면 다양한 결정 덩어리를 분류하는 결정학이라는 연구 분야가 태동했지만, 실제로 이들 물질의 내부가 규칙적인 구조로 이루어져 있다는 사실은 20세기 초가 되어서야 알 수 있었다. 원자 몇개로 이루...
산업/기술/IT · 생활/사건사고 · 경제/소비자
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챗GPT 새기능 - 코드 인터프리터 사용기 2

https://alook.so/posts/M9t8M8P?utm_source=user-share_73tgO4 위에 링크한 지난 글에서 챗GPT의 새 기능 코드 인터프리터를 사용하여 실험으로 측정된 데이타에 수학적으로 약간 복잡한 이론적 함수를 피팅하는 과정을 알아 보았다. 전체 과정을 잘 가이드 하면 꽤 잘 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 그래서 이번에는 좀 다른 걸 해보기로 했다. 타원을 그리고 그 초점에서 나오는 빛이 반사되는 과정을 그려보는 것이다. 위와같이 입력했더니 중간 과정을 장황하게 설명한 후 아래와 같은 그림을 내놓는다. 아니, 분명히 타원의 초점들의 위치를 정확히 지정했는데, 모양은 맞지만 초점의 위치가 틀린 타원을 그려서 내놓는다. 그래서 틀렸다고 수정하라고 했더니 .. 바로 수정을 해서 그림을 그려준다. 우야튼 사과도 잽싸게 하고 수정도 금방 하니 좋다. 이제 여기서 왼쪽 아래 부분의 1/4만 남기고 제거를 한 후 거기서 나오는 빛이 어떻게 반사되는...
산업/기술/IT · 우주/생명 · 경제/소비자
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챗GPT 새기능 - 코드 인터프리터 사용기

지난 주에 ChatGPT에서 Code Interpreter 플러그인(모델?)을 발표했다. 이게 뭐냐하면 어떤 데이타를 업로드 하고 말로 원하는 작업을 시키면 그 작업을 수행 하는 파이썬 프로그램을 스스로 짜서 실행하고 그 결과까지 보여주는 것이다. OpenAI에서 직접 만들어서 배포하고 있고 GPT-4 모델이므로 유료 이용자만 사용할 수 있다. 챗GPT가 스스로 작성한 파이썬 프로그램을 돌려보고 에러가 나면 또 스스로 고쳐서 다시 실행한 후 제대로 된 결과가 나올때 까지 한다. 물론 중간에 그냥 못하겠다고 나자빠지는 경우도 꽤 있다. 이걸 사용해서 실제 실험 데이타 분석에 사용하는 예를 한 스텝씩 따라가 보도록 하자. 먼저 실험 데이타를 화일에서 읽어 들여서 그래프로 그려 보자. 데이타를 읽어들이는 과정에서 혼자 몇가지 에러를 내고 스스로 고치기를 반복하더니 결국 아래와 같이 그래프를 제대로 그린다. x/y 축의 범위도 적절히 설정해서 전체 데이타가 잘 보이도록 하고...
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국가 정찰국(NRO)과 로만 망원경

우주 과학이나 천문학에 조금이라도 관심이 있는 사람은 허블 우주 망원경(HST)을 모를 수가 없다. 지구에 있는 망원경으로는 대기 불안정 등으로 인해서 도저히 다다를 수 없는 분해능을 보여주는 HST는 1990년에 궤도에 오른 이후 수많은 새로운 천문학적 발견을 통해서 우주에 대한 인류의 지식을 증진하는데 기여해 왔다. 그동안 HST 관측 데이타를 사용하여 작성 발표된 논문이 수만편에 달한다고 한다. 하지만  HST가 처음부터 이렇게 잘 나갔던 것은 아니다. 1990년에 HST가 최초로 궤도에 올려지고 첫 영상을 받아본 과학자들은 뭔가 엄청나게 잘못되어 있다는 것을 깨달았다. 사진의 해상도가 예상했던 것 보다 훨씬 나빴기 때문이다. 거의 5조원 가까이 들여서 우주 망원경을 궤도에 올렸더니 형편없는 이미지가 찍힌 것이었다. 조사를 해 보니 HST의 주경(primary mirror)를 제작한 퍼킨-엘머 사의 거울 연마 장치의 교정이 제대로 되어 있지 않아 주경의 표면이 머리카락...
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트랜지스터 발명의 뒷 이야기

현대를 살아가는 우리의 생활은 반도체와 불가분의 관계를 가지게 되었다. 필자는 단순한 사용자가 아니고 이 분야에서 연구와 교육으로 밥을 먹고 사는 사람으로서 반도체의 역사에 대해서도 상당한 관심을 가지고 들여다보고 있는데, 그 중에서 트랜지스터의 발명에 얽힌 뒷이야기를 조금 해보도록 하자. 위 사진이 트랜지스터를 발명한 공로로 1956년 노벨 물리학상을 받은 Bardeen, Brattain, Shockley의 모습이다. 이들은 1947년 12월에 AT&T Bell Lab(벨 연구소)에서 고체 소자를 이용한 신호 증폭이 트랜지스터를 통해서 가능하다는 연구 결과를 처음으로 발표한다. 사진은 제일 왼쪽이 바딘, 가운데 앉아서 현미경을 만지고 있는 사람이 쇼클리, 오른쪽에 서서 쇼클리와 눈을 맞추고 있는 사람이 브래틴이다. 벨 연구소의 홍보팀 지시에 의해서 포즈를 취했을 것이 분명한 저 사진이 실은 트랜지스터 발명 과정과는 너무나도 동떨어진 장면이라서 당사자들의 불만을 꽤 샀다...
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도요샛 3을 찾아라!

누리호 3차 발사가 성공하면서 크기와 임무가 다양한 여러기의 인공위성을 궤도에 안착 시켰다. 주 탑재체인 위성과 다수의 다른 위성들이 정상동작 하는 것으로 판명되었지만 그 중에서 4개의 큐브샛으로 구성된 도요샛 그룹 중에서 3호의 행방이 묘연했다. 며칠간의 조사 결과 도요샛 3호는 누리호 탑재체에서 제대로 사출되지 않은 것으로 판명되었다는 당국의 공식 발표가 있었다. (https://www.hani.co.kr/arti/society/environment/1093947.html)'도요샛'은 작지만 높이 나는 위성이 되라는 의미로, 해당 연구 프로젝트의 영어 이름인 ‘소규모의 자기층 및 전리층 플라즈마 실험 (SNIPE, Small scale magNetospheric and Ionospheric Plasma Experiment)'의 약칭 '스나이프(SNIPE)'가 ‘도요새(snipe)'를 뜻한다는 데에서 한국어 명칭 도요새와 인공위성의 영문 약칭인 '샛(sat)'을 합쳐 작명한 ...
우주/생명 · 산업/기술/IT · 경제/소비자
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제임스 랜디와 백만달러 챌린지

영원한 대중과학 베스트 셀러 “코스모스”의 저자 칼 세이건은 그의 다른 책 “악령이 출몰하는 세상 (The Demon-Haunted World)”에서 인간의 이성의 불완전함이 미신과 유사과학이 횡행하는 사회를 만들었다고 하면서 과학의 대중화를 통해서 이를 극복해야 한다고 했다. 그러나 이는 쉬운 것이 아닌 것이  행동경제학의 창시자 다니엘 카네만에 의하면 인간 이성의 불완전함은 뇌가 소모하는 에너지를 최소화하기 위한 진화 과정의 산물이라서 인간은 자연스럽게 “보이는 것이 존재하는 것의 전부 (What You See Is All There Is)"라고 믿는다 . 다시 세이건은 과학은 지식의 집합이 아니라 우리가 우리 주변의 사물을 대하는 "태도"이고 과학적 태도를 철저히 견지하면서 악령과 같은 비과학이 횡행하는 것에 대비해야 한다고 말한다. 하지만 이렇게 말하면서도 얼마전 매스컴을 장식한 JMS 사태나 주변에서 익히 들어서 알고 있는 사주팔자, 명리학, 점쟁이 또는 다양한 초...
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