레이저 물리학 연구실

지도교수 : 최재민

    연구내용 :
  •   본 연구실의 주된 연구 관심분야는 기본적으로 빛과 매질의 상호작용을 결맞음성을 유지하는 상태로 제어하여 발생하는 새로운 양자역학적 현상에 대해 연구하는 것이다. 이와 같은 연구 분야는 레이저를 이용한 원자냉각 및 포획 기술을 이용하여 원자를 극저온(~μK)으로 냉각하여 거시적인 결맞음 성을 갖는 Bose-Einstein 응집체(condensate)를 구현하는 과정에서 큰 발전을 하였으며 빛의 이중성(duality)에 대응되는 입자의 이중성을 극적으로 증명하는 기여를 하였다. 또한 빛과 원자의 상호작용을 엄밀히 기술하는 과정에서 Glauber 등에 의해 빛을 양자화 하여 기술하는 양자광학이 정립되었다. 관련 분야의 최근 연구는 광격자에 포획된 원자 집단들을 이용하여 초유체성(superfluidity)과 같은 고체물리 현상을 이상적인 환경에서 시험하는 연구가 진행 중이며 단일 원자나 이온을 고전적 정보 처리의 기본 단위(bit)에 해당하는 양자역학적 기본단위(qubit)로 이용하여 양자정보처리를 구현하고자 하는 연구 또한 국내외에서 활발히 진행 중이다.
      본 연구실의 장기적인 목표는 나노입자를 광포획하고 포획된 입자의 운동 상태를 제어하여 비고전적인 운동 상태를 구현하고 이를 빛의 상태로 전이(quantum state transfer)시켜 응축광(squeezed light)을 발생시키는 것이다. 응축광에 대한 연구는 상대론에서 예측하는 중력파를 직접적으로 검출하기위한 거대 간섭계 시스템의 측정 정밀도를 높이는 데 있어 매우 중요한 것으로 양자역학에 의해 주어지는 측정의 한계(standard quantum limit)를 극복하는 방법으로 초정밀 측정에서 매우 중요한 연구주제이다. 또한 양자 정보처리와 관련된 연구 주제로 양자점(qunatum dot)이나 칼라 센터를 포함하는 다이아몬드 미세 입자를 광포획하여 이들의 양자상태를 레이저 등을 이용하여 제어하는 연구를 계획 중이다.