노벨 물리학상의 난해한 이론을 빵과 베이글에 비유해 설명

2016.10.07 09:31 생활과학

노벨상 심사 위원이, 올해의 노벨 물리학상의 테마가 되었던, 난해한 위상 기하학(토폴로지)의 이론을 롤빵과 베이글에 비유해 해설 한 것이 화제다.


- 2016년 노벨 물리학상의 테마 "토폴로지(위상 기하학)"



2016년 노벨 물리학상은, 이그조틱(exotic) 물질의 비밀을 해명 한 성과에 대해, 영국 출신의 David J. Thouless 씨와 F. Duncan M. Haldane 씨, J. Michael Kosterlitz 씨가 수상했다.



심사위원회의 성명에 따르면, 3명의 수상자의 선구적인 연구는 "토폴로지컬(Topological) 물질이, 전자 제품과 초전도체, 미래의 양자 컴퓨터의 새로운 세대에 사용 될 수 있다는 희망을 가져왔다"라고 하지만, 일반인들은 거의 모른다.


그래서 심사위원 인 Thors Hans Hansson 교수가 조용이 종이 봉투에서 꺼낸 것은 먹음직스러운 시나몬 롤 베이글, 프레즐이었다.


위상 기하학(토폴로지)이라는 것은, 유일하게 단계적으로 변화하는 특성을 설명하는 수학의 한분야.



평범한 사람들은, 계피 빵이나 베이글, 프레즐의 차이를 물어보면, "모양과 맛이 다르다"라고 대답한다. 그러나 토폴리지의 전문가들은 이러한 빵의 차이는 특히 "구멍의 수"에 있다고 생각한다.


계피 빵에는 구멍이없고, 베이글은 구멍이 1개, 프레즐은 구멍이 2개....


토폴리지 연구에서는, 수학의 특별한 한 분야로서, 이러한 세 가지 물질의 유일한 차이점, 즉 구멍의 수의 차이에만 주목한다.


이 이론에서는, 구멍 하나의 베이글 뿐만 아니라, 구멍 하나의 찻잔이다라는 가능성도 이루어진다.


보통 사람에게 "토폴리지란 무엇인가"를 알기 쉽게 설명하기 위해, 교수는 보통의 구멍 3개가 아닌 구멍 2개의 프레즐을, 스탭의 아내에게 특별히 구워달라고 했다고 한다.


- 전기 회로를 더욱 소형화



프랑스 고체 물리학 연구소의 Marc Gabay 교수의 설명에 따르면, 토폴리지 연구의 발전으로 더 많은 전기 회로의 소형화가 진행될 것이라고 말하고 있다.


"토폴리지컬 물질"이 스마트폰이나 태블릿에 사용되게 되면, 가까운 전기 장비도 더 작고 강력하게 진화 할 것이다. 


계피 빵이나 베이글과 스마트폰 사이에 존재하는 "과학의 심연"은 이해하기 너무 어려운 것이 있지만, 프레즐을 볼 때마다 "토폴로지 구멍"이 머리에 떠오를 것이다.


via CBC Radio-Canada


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