응집물질물리학 분야에서 `숨겨진 질서`로 알려진 우라늄화합물의 상태와 질서변화 의문이 풀렸다. 아태이론물리센터(소장 피터 풀데)는 국제공동연구그룹인 테츠야 타키모토박사 연구팀이 우라늄화합물 `URu₂Si₂`가 상전이 현상을 나타내는 원리를 규명했다고 9일 밝혔다. 상전이 현상은 물질 상태가 변해 새로운 질서를 갖는 현상을 말한다. 일상적으로 접하는 물과 얼음, 수증기 사이의 변화가 대표적 상전이 현상이다.
절대온도를 나타내는 온도 단위로 켈빈(K)이존재한다. 0K는 섭씨 -237.15도를 나타낸다. 지금까지 우라늄 화합물은 1K와 17K에서 초전도 상태로 변한다고 알려져 있다. 지난 25년 동안 다양한 실험 결과로 나타난 결과지만 어떤 상태로 상전이가 일어나는 지는 밝혀지지 않았다.
타키모토 박사 연구팀은 우라늄 화합물이 `다중극 질서 상태`라는 지금까지 발견된 적 없던 새로운 양자 상태를 가지고 있다고 제시했다. 이 상태를 이론적으로 확인하기 위해 사용된 방법론은 앞으로 전자상태를 찾기 위한 새로운 방법이다.
이번 연구는 이론 분야 학술지 `네이처 피직스(Nature Physics)` 7월호에 게재됐다.
권동준기자 djkwon@etnews.com
