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NEW 김기홍 교수팀, 시간변화 매질에서 빛의 보편적 대칭 법칙 규명
- 2026-07-30
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아주대학교 물리학과 김기홍 교수 연구팀이 시간에 따라 성질이 변하는 물질에서 빛이 보여주는 새로운 대칭 법칙을 규명했다.
김기홍 교수와 김슬옹 연구교수는 ‘시간변화 전자기 매질에서 시간적 상호성의 대칭 분류(Symmetry Classification of Temporal Reciprocity in Time-Varying Electromagnetic Media)’라는 논문을 광학·포토닉스 분야 국제 학술지 <옵티카(Optica)>에 지난 7월 27일 게재했다고 밝혔다.
김기홍 교수 연구팀은 물질의 변화 순서를 뒤집었을 때 빛이 어떻게 반응하는지 분석한 결과, 변화 순서와 관계없이 투과되는 빛은 동일하게 유지되고 반사되는 빛은 일정한 대칭 법칙을 따른다는 사실을 발견했다. 이 외에도 연구팀은 물질의 종류에 따라 시간적 상호성이 두 가지 다른 형태로 나타나는 점을 규명하고, 빛의 변화 과정을 역순으로 재현하는 ‘시간 되감기’ 구현 조건도 제시했다.
이번 연구는 복잡한 시간변화 매질에서 빛과 전자기파의 거동을 예측할 수 있는 일반적인 이론을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 향후 ▲광신호 제어 ▲파동 복원 ▲시간변조 포토닉스 ▲편광 및 마이크로파 시스템 설계 등에 활용될 것으로 기대된다.
연구팀은 “이번 연구를 통해 공간에서의 상호성과 시간 변화 순서에 관한 상호성이 서로 구별되는 개념이라는 점을 확인할 수 있었다”며 “앞으로 손실과 이득이 존재하는 보다 현실적인 매질로 이론을 확장할 계획”이라고 전했다.
사진 설명: 물질의 성질이 변하는 순서를 정방향과 역방향으로 적용했을 때 나타나는 투과파와 반사파의 대칭 관계를 보여주는 모식도