김정호 경희대 응용수학과 교수, 삼성미래기술육성사업 선정

[캠퍼스人+스토리]입자의 비밀 담고 있는 양자 방정식 풀이 나서
전자기장과 상호작용하는 2차원 양자 모델 관한 수치해법 연구

김정호 경희대 응용수학과 교수가 '삼성미래기술육성사업'에 선정됐다. 김정호 교수는 사업을 통해 전자기장과 상호작용하는 2차원 양자 모델에 관한 수치해법 연구를 진행한다./경희대

경희대학교는 김정호 응용수학과 교수가 '삼성미래기술육성사업'에 선정됐다고 29일 밝혔다.

삼성미래기술육성사업은 대한민국 기초과학 발전, 세계적인 과학기술인 육성을 목표로 혁신 연구과제와 연구자를 발굴해 지원하는 공익 목적의 연구지원 사업이다. 김 교수는 사업을 통해 전자기장과 상호작용하는 2차원 양자 모델에 관한 수치해법 연구를 진행한다.

일상에서 관찰하는 물체의 움직임은 뉴턴의 운동 법칙으로 설명할 수 있다. 하지만 뉴턴의 운동 법칙으로 원자, 전자와 같이 매우 작은 입자들의 움직임을 설명할 수 없어 과학자들은 양자역학으로 매우 작은 입자의 움직임을 설명했다. 그 결과 수학, 물리학 등의 기초과학 발전과 다양한 공학 분야에서 기술 발전을 이뤄냈다.

양자역학에서는 입자의 움직임을 슈뢰딩거 방정식이라는 수학 방정식으로 표현한다. 하지만 이 방정식의 값을 직접 계산하는 것은 불가능에 가까워 컴퓨터를 이용해 근삿값을 구하는 데 집중하고 있다. 지난 수십년간 양자방정식을 수치적으로 풀기 위한 다양한 방법론이 제시됐지만, 전자기장과 상호작용하는 양자 모델을 해석하는 방법론은 잘 다뤄지지 않았다.

김 교수는 유체방정식의 이론 및 수치해법을 연구했다. 김 교수는 유체방정식의 수치해법에 사용되는 방법론을 양자방정식의 해법에 접목하고자 제안했다. 김 교수는 '천-사이먼스-슈뢰딩거 및 천-사이먼스-디락 모델'이라는 2차원 양자 모델을 안정적이고 수치적으로 풀어내고자 한다.

김 교수는 "전 세계에서 처음으로 전자기장과 상호작용하는 양자모델의 수치해법에 관한 이론적 연구를 시도하고 있다"며 "연구를 성공적으로 완수하면 상호작용하는 전자기장의 수치해법 분석을 선도하며 실험 전 시뮬레이션을 통해 물리학, 공학 등의 분야에 안정적인 수치해법을 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.