펨토과학(Femtoscience)은 펨토 초(1000조 분의 1초) 영역에서 일어나는 물리·화학적 현상을 탐구하는 학문이다. 극초단 레이저의 발달로 가능해진 펨토과학은 물리학·화학·생물학 등 기초과학에서부터 정보기술(IT)·생명기술(BT)·나노기술(NT)·우주기술(ST)·환경기술(ET) 등 응용 분야가 무궁무진하다.
광주과학기술원 부설 고등광기술연구소가 운영하는 펨토과학기술연구센터(센터장 이종민)는 국내에서는 펨토과학 관련 분야 연구의 선두주자다. 현재 미국과 일본 등 해외 선진국에서는 극초단 펄스 레이저, 극초단 레이저를 이용한 반도체 물성 조사, 초정밀 계측 및 표준기반 등에 대한 연구가 광범위하게 이뤄지고 있다. 하지만 국내에서는 초보적인 수준을 벗어나지 못해 종합적이고 체계적인 펨토과학 연구가 시급하다는 지적이 제기돼 왔다.
연구센터는 고등광기술연구소가 지난 2003년부터 2009년까지 6년간 정부(과기부에서 산자부로 사업이관)로부터 총 649억원을 지원받아 추진중인 차세대 광양자빔 연구시설 구축 및 이용자 그룹 구축 사업을 효과적으로 추진하기 위해 지난 2003년 12월 설립됐다. 연구센터가 추진하는 극초단 광양자빔 연구시설은 지난 2004년 2월 경제협력개발기구(OECD) 전지구과학포럼(GSF)의 제10차 회의에서 세계 4대 주요 성과로 선정되는 등 세계 광 관련 기술 분야의 주요시설로 자리매김하고 있다.
연구센터는 펨토 초 시간 영역에서 100테라와트(1TW=1조와트)급 레이저를 출력할 수 있는 극초단 광양자빔 시설 구축을 이미 완료했으며 300TW 출력달성이 가능한 증폭기 설계를 완료했다. 단계적으로 확대해 페타와트(1PW=1000조와트)급 펨토 초 레이저 시스템을 2009년까지 구축할 계획이다. 이 시스템이 구축될 경우 초고강도장 과학 연구, 상대론적 현상 연구, 고에너지 및 핵 물리학 연구, 천체 및 우주 물리학 연구 등 새로운 학문 분야 개척에 활용할 수 있을 것으로 예상되고 있다. 또 극초단 광양자빔을 이용한 물질의 극초단·극미세계 진상 구명, IT·BT·NT와의 융합기술 및 실용화 기술을 개발할 계획이다.
이종민 센터장은 “국내외 연구소와 협력해 공동 연구를 활발하게 실시하는 동시에 핵심부품과 장치 제작 및 공급, 과학자 초청 자문 등의 사업도 벌이고 있다”면서 “우리나라가 펨토과학 기술의 선진국으로 진입할 수 있는 발판을 구축하는 데 최선을 다하겠다”고 말했다.
광주=김한식기자@전자신문, hskim@