KAIST 신성철(55·물리·사진) 교수가 20여년간 물리학 난제(難題)이던 라디오 잡음의 일부 원리를 풀었다.

1919년 독일 물리학자 바크하우젠(Barkhausen)은 라디오에서 나오는 잡음을 연구해 라디오 안의 자석을 구성하는 ‘구역(domain)’이 외부의 자기장 때문에 갑자기 바뀌는 데 원인이 있음을 밝혔고, 이후 학계에서는 이 현상을 ‘바크하우젠 잡음’이라고 불러왔다.

문제는 자석의 기본 단위인 구역의 우발적 변화를 설명하는 데 있어 이론물리학자는 ‘구역이 평면이냐 아니면 두께를 가진 입체인가’에 따라서만 결정된다고 예측한 반면, 실험 결과는 그렇지 않아 양측은 서로의 이론·실험이 오류가 있다고 주장하면서 20여년이 흘렀다.

신 교수는 지난 2001년 세계 최초로 400나노미터(1나노미터는 10억분의 1m)를 식별하는 광자기현미경을 개발한 과학자. 이번에 개량된 광자기현미경으로 자성(磁性)을 가진 망간비소(MnAs) 표면을 직접 확인, 결국 실험물리학자의 손을 들어줬다. 섭씨 20~35도의 온도를 변화시켜 가면서 구역 특성이 변하는 걸 광자기현미경으로 관측해 온도가 구역 변화의 요인이 된다는 걸 보여준 것. 신 교수는 연구결과를 네이처 자매지 네이처피직스(Nature Physics)에 16일 발표했다.

광자기현미경 

광학현미경은 가시광선을 물질에 입사해 반사되는 빛을 통해 물질의 모양을 알려주는데, 광자기현미경은 물질의 자성(자석이 철을 끌어당기는 성질)을 빛으로 알아내는 현미경이다. 선형편광(linear polarized)된 빛을 자성을 띤 물질에 쏘면 자성의 강한 정도에 따라 반사된 빛의 특성이 달라지는 원리를 이용한다.