한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 최재윤 교수 연구팀이 극저온 중성원자 양자 시뮬레이터를 이용해 이론적으로만 추측된 비평형 상태의 양자 물성 변화의 보편적 물리 법칙을 확인했다고 27일 밝혔다. 연구팀은 서로 다른 스핀 간 강한 상호작용을 하는 스피너 응집체를 이용, 자기 영역(magnetic domain)들의 비평형 조대화 동역학을 통해 이 가설을 검증했다.
조대화 동역학은 초기에 무수히 많은 자기 영역이 서로 합해지면서 크기가 커지는 것을 말한다.
연구팀은 조대화 동역학의 동역학적 형태가 다양한 초기 상태와 상관없이 동일한 수학적 형태를 따르는 것을 발견했다. 나아가 시스템의 대칭성을 바꾸어 주었을 때만 동역학의 수학적 형태가 바뀌는 것을 확인, 보편적인 양자 동역학의 분류도 가능하다는 것을 보여줬다.
최재윤 교수는 "중성원자 양자 시뮬레이터가 비평형 양자 동역학 가설을 검증하는 데 활용된 중요한 사례"라며 "비평형 양자 동역학의 난제를 해결해 이를 통합적으로 이해할 수 있는 발판을 마련했다"고 말했다.