국내 연구진, 효율 100% 정보 엔진 구현 성공

 

기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 박혁규 연구위원(UNIST 자연과학부 교수)이 이끄는 연구진이 그간 불가능했던 효율 100%의 정보 엔진을 구현했다. 전통적인 열역학 법칙을 깨는 정보 엔진은 이전에도 존재했으나 ‘정보를 일로 전환한다’는 새로운 틀에서 완전한 효율을 달성한 것은 이번이 처음이다.

25일 IBS에 따르면 연구진은 정보를 일로 전환할 수 있도록 주어진 온도에서 무작위한 방향으로 브라운운동을 하는 작은 입자를 레이저 집게로 가뒀다. 입자가 오른쪽으로 치우칠 때마다 레이저를 아주 조금씩 오른쪽으로 이동시키는 것을 반복, 한 방향으로 옮겼다.

입자의 위치 정보는 측정 레이저로 파악한다. 측정 레이저가 위치 정보를 측정하면 이를 연결된 컴퓨터가 판별하고 입자를 가둔 레이저 집게를 옮기는 순서다. 이 시스템은 1nm(나노미터, 1nm = 10억분의 1m) 단위로 입자 위치를 감지하고, 측정한 순간부터 20 마이크로 초(μ, 100만 분의 1초) 이내에 레이저를 이동한다. 

연구를 이끈 박혁규 연구위원은 “본 연구는 이용가능한 정보를 100% 일로 변환한 엔진이라는 점에서 획기적”이라며 “정보를 이용한 열 엔진의 실현이 앞당겨질 수도 있으며 이 원리를 이용한다면 나노로봇이 효율적으로 작동하는 데 매우 중요한 역할을 할 것”이라고 전망했다.

이번 연구결과는 물리학 분야 최고 권위의 학술지 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters, IF=8.462)에 1월 12일(현지시간)에 출간됐다.