4차원 공간에서의 실험 물리를 수행할 수 있는 방법이 개발됐다.

28일 한국연구재단에 따르면 성균관대 안종열 교수 연구팀은 2차원 물질(단원자 층으로 형성돼 있는 평면구조의 물질)에 4개의 독립적인 차원 축을 부여해 4차원 공간을 구현하는 데 성공했다. 연구 성과는 세계 최고 학술지인 사이언스에 29일 자 논문으로 게재됐다.

현실은 3차원 공간으로 3개의 독립적인 좌표축만이 존재하기 때문에 4차원 이상의 공간에 대한 실험은 현실적으로 불가능하다.

다만 1984년 두 층으로 완벽한 준결정(회전 대칭성은 있으나 병진 대칭성은 없는 특이한 결정)을 만들게 되면 4개의 독립적인 차원 축을 부여할 수 있다는 이론적인 제안만 있었다. 그러나 연구팀은 두 층으로 이뤄진 그래핀을 완벽하게 30도 회전시켜 그래핀 준결정을 만들어냈다. 이를 통해 4차원 공간에 대한 물리적인 실험이 가능해졌다.

안 교수는 “이번 연구는 세계 최초로 4차원 공간에서의 실험 연구라는 새로운 연구 분야를 만들어낸 것”이라며 ”향후 미지의 4차원 공간연구를 통해 기존에 예상할 수 없었던 다양한 결과들이 실험을 통해 발견될 것이라고 기대한다“고 말했다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com