한국물리학회 원자 및 분자물리분과 소사

1. 분과 창립 이전의 국내 원자 및 분자물리학계

원자 및 분자물리학은 현대물리학 발전과 역사를 같이하여 온 가장 중요한 기초과학의 한 분야이다. 동시에 응집물질을 포함한 우리 주위의 모든 것이 원자․분자로 이루어진 만큼 원자 및 분자물리학은 오늘날 많은 응용과학과 공학 및 첨단 과학기술의 근간이 되는 학문이다. 그럼에도 불구하고, 우리 나라 학문 전통의 특성상 70년대 이전에는 기초 및 사유적 성격이 강한 분야에 대한 관심이 주류를 이루었다면 70년대 이후에는 경제발전과 물질적 가치가 우위를 점하면서 갑작스럽게 응용학문의 숭상으로 이어졌고, 이러한 배경 속에서 이 양면적 성격과 학제성을 지닌 원자․분자물리학은 상대적으로 작은 자리를 차지하여 온 것이 사실이다. 이것은 곧 바로 원자․분자물리학에 대한 몰이해로 이어져 물리학계 내에서조차 80년대까지 그 중요성이 제대로 인식되지 못하였다.

이 때문에 한국물리학회에는 원자․분자물리학 분과가 설립되지 않았고 따라서 원자․분자물리학자들은 원치 않게 다른 분야의 분과에서 활동을 하여왔다. 원자구조나 충돌 등과 관련이 있는 학자들은 원자핵물리분과에서, 원자-광자 상호작용 등과 관련이 있는 학자들은 광학분과에서 학술발표를 하거나, 아예 국내 학술회의에서는 거의 발표를 포기하고 지내는 경우도 있었다.

한편으로는, 분과가 없기 때문에 원자․분자물리학자들 끼리 또는 화학자들과 학문적 교류가 활발히 이루어져 정기, 비정기적인 모임이 이루어졌었다. 특히 연구비가 거의 없던 시절이라 이런 모임 때면 사비를 거두어 회의를 가지기도 했다. 뒤이어 한국과학기술원의 이해웅 교수가 중심이 되어 대우학술재단 지원의 월례 독회를 가지는 등, 분과를 대신할 여러 모임들이 있었다.

이러한 기회를 통해 원자․분자물리학자들의 교류가 증대되는 한편, 국내외에서 신진 학자들의 배출, 외국에서 활동하던 학자들의 귀국 등으로 원자․분자분야 학자들이 점차 증가하기 시작하였다. 또한, 국내 과학기술 수준이 향상되고 다양한 분야의 연구들이 활성화되면서 원자․분자물리 관련 연구 그룹이 생겨나기 시작하였고, 또 직접 원자․분자물리학에 종사하지 않더라도 원자․분자물리학 지식을 필요로 하는 분야들이 늘어나기 시작하였다. 그리고, 80년대 말, 90년대 초에 걸쳐 물리학에서 일어난 가장 큰 발전의 하나인 원자 냉각과 포획, 이를 이용한 Bose-Einstein condensation, 원자광학 및 관련 분야의 출현으로 원자물리학은 더욱 국내외에서 관심을 받게 되었고 이러한 배경 속에서, 원자․분자물리학분야의 활성화와 분과 창립의 필요성이 대두되었다.

2. 분과 창립

원자․분자물리학 분야처럼 다른 기초과학이나 첨단과학기술 분야에까지 방대하게 응용되는 분야는 찾기 힘들다. 원자․분자물리학은 광학, 레이저 물리, 플라즈마 물리, 응집물리, 방사선 물리, 고분자 물리, 표면 물리, 천체 물리, 생물 물리, 환경과학 등 많은 기초과학과 공학에까지 영향을 주고 있음은 잘 알려져 있다. 또한, 원자․분자물리학의 응용으로 현대 첨단과학기술 및 극한 기술 개발에 크게 이바지하고 있다. 예컨대, 원자시계, 고진공 기술, 고출력 레이저 개발, 핵융합, 반도체 산업 등 많은 응용분야 뿐만 아니라 최근 국제적으로 큰 관심사로 떠오르는 양자전산(quantum computing) 연구에도 중요한 역할을 하고 있다.

이와 같은 중요성을 가진 학문임에도 불구하고, 분과 창립에는 두 가지 큰 어려움이 있었다. 무엇보다도 큰 장애는 앞에서도 언급한 것처럼 80년대 말까지 물리학계 내에서조차 원자․분자물리학에 대한 몰이해, 더 나아가 잘못된 인식을 많이 지니고 있어 “과연 원자․분자 분과가 필요한가?”라는 회의를 일부에서 가졌던 것도 사실이다. 또 다른 어려움은 당시까지만 해도 원자․분자분과 창립의 구심점이 되어줄 만한 원로학자들이 원자․분자분야에는 많지 않았다는 점이다.

이러한 가운데 88년 포항공과대학교로 부임한 석성호 교수가 구심점이 되어 위에 열거한 원자․분자물리학의 중요성을 홍보하면서 분과설립의 필요성 설득에 나섰다. 분과 설립을 실현하기 위한 장기간의 노력 끝에 1992년 4월 원자 및 분자물리분과가 탄생하였다.

3. 분과 창립 이후의 학회 및 학술활동

3.1 창립 이후의 분과 소사

창립되면서 자연스럽게 분과의 기초를 다질 초대 분과위원장으로 석성호 교수(92. 4 - 95. 4 재임)가 추대되었다. 분과 설립이전에 “원자․분자물리학분야”로 1년간 물리학회 춘, 추계 학술발표대회에서 독립된 발표의 장이 주어진 때부터 실질적인 위원장 역을 맡아오던 석성호 교수는 초대 위원장을 맡으면서 공적지위와 개인적인 친분을 십분 활용하여 그 동안 접촉해온 원자․분자물리학자들은 물론, 연관 물리학 분야, 화학 등의 여러 분야 학자들이 원자․분자분과에 관심을 가지도록 하는 데 많은 노력을 기울여 왔다. 기회가 있을 때마다, 그리고 대화나 강의의 상대가 어느 분야의 학자이든 원자․분자물리학의 중요성과 함께 다른 많은 분야에서도 원자물리 지식이 필수적이라는 사실을 누누이 강조하여 많은 사람들의 인식을 바꾸는 데 큰 기여를 하였다. 석성호 교수는 위원장직에서 물러난 후에도 원자․분자분과 최대 행사 중 하나였던 제 3회 Asia International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP III)의 Conference chairman을 맡아 학회를 성공적으로 이끄는데 기여했다. 이 학회에 대해서는 뒤에 국제학술교류 활동에 관해 설명하면서 좀 더 상세히 다루겠다.

3년 동안의 초대위원장의 활약에 뒤이어, 숙명여자대학교의 오성담 교수(95. 4 - 97. 4 재임)가 2대 위원장직을 맡았다. 오성담 교수는 이미 원자․분자분과가 생기기 전부터 핵물리분과에 소속되어 활동하여 원자물리학자로서 국내활동이 긴 경력을 지니고 있다. 재임 동안에는 특히 두 가지 큰 국제적 행사가 있었는데 그 하나는 96년 6월 아태이론물리센터 발족 기념으로 있었던 학술행사에서 Bose-Einstein Condensation (BEC) 특별 session과 원자․분자 session이었다. 그리고 다른 하나는 96년 10월의 AISAMP였는데, 분과위원장, Advisory Committee Member 등으로서 두 행사를 모두 성공적으로 이끄는 데 기여하였다. 위원장직 수행 전후에도 국내학자들의 소그룹 교류를 많이 추진하여 원자물리학 활성화에 많은 노력을 기울여 왔다.

3대 위원장은 한국과학기술원의 이해웅 교수(97. 4 - 99. 4 재임)가 맡아 점차 성숙기에 접어드는 분과의 기반을 더욱 공고히 하였다. 특히 현재 격년으로 이어져 오고 있는 국내 원자 및 분자물리학 workshop을 처음으로 실시하였는데, 이 workshop은 원자․분자물리학자들이 서로의 일을 알고 알리는 데 중요한 기회로 자리 잡아가고 있다. 또한, 98년 4월에는 아태이론물리센터 후원으로 International Lectures on Atomic and Molecular Physics를 개최하여 많은 저명 국내외 학자들이 최근의 발전에 관해 발표하여 국내학자들에게 좋은 정보습득의 자리를 마련하였다. 이해웅 교수는 원자․분자물리학만이 아니라 광학과도 연관 있어 원자․분자분과와 광학분야의 교류를 활성화하는 데 현재에도 많은 기여를 하고 있다.

4대 위원장은 명지대학교의 김영순 교수(99. 4 - 2001. 4 재임)가 선임되어 앞선 위원장들의 뒤를 이어 다양한 프로그램들을 진행하여 10년에 접어드는 젊은 분과의 모습을 다듬었다. APCTP의 국제실무위원으로 일하면서 창립학술대회에 원자․분자물리학 분야의 독립된 분과 개설을 이끌어 냈으며. 99년 10월에 있었던 한불 화학물리세미나를 국내화학자들과 함께 치렀고, 2회 원자․분자물리학 workshop을 개최해 이 workshop을 분과의 가장 알찬 교류의 기회로 자리 매김하는 데 기여했다. 특히 여러 행사에 APCTP 등의 지원으로 대학원생들이 많이 참여할 수 있도록 재정지원 등을 배려하여 위원장으로서만이 아니라 교육자로서의 역할도 잘 수행하였다.

5대 위원장은 충남대학교의 조혁 교수 (2001. 4 – 2003. 4 재임)로서, 한국의 원자물리학자로서 92년의 AISAMP I부터 2002년 일본 나라에서 열린 AISAMP V까지 모두 빠짐없이 참석하는 등, 한국의 원자 및 분자물리학 발전의 산 증인으로서 분과 창립 이래 주요 행사마다 핵심적인 역할을 맡아 성공적인 개최를 위하여 지원과 노력을 아끼지 않았으며, 한국물리학회 창립 50주년 기념사업과 맞물려 분과의 지속적 발전과 미래로 향한 도약을 위하여 노력하는 한편, 제3회 원자 및 분자물리학 워크숍을 개최하였다.

6대 위원장에는 한국원자력연구소의 이용주 박사 (2003. 4 – 2005. 4)가 선임되어 2004년 5월 제 4회 원자 및 분자물리학 워크샾을 아태이론물리센터(APCTP)의 지원을 받아 강원도 오대산에서 개최하였다. 또한 2004년 11월 한국원자력연구소에서 개최한 제12회 레이저 분광학 심포지움에서 전문 특별강의를 개최하여 국내 젊은 연구자들에게 최신 연구동향과 전문지식을 전수하는 계기를 만들기도 하였다.

7대 위원장에는 인하대학교 김기식 교수 (2005. 4 – 2007. 4)가 선임되어 아태 이론물리 센터(APCTP)의 지원을 받아 2006년 5월 제 5회 원자 및 분자물리학 워크샾을 강원도 오대산에서 개최하였다. 또한 2006년 11월 30일부터 12월 2일까지 제1회 원자 및 분자물리 겨울학교를 포항 APCTP에서 개최하여 대학원생들을 대상으로 원자 및 분자물리학의 최근 연구 주제들에 대하여 소개하는 계기를 만들어 주기도 하였다.

8대 위원장이었던 표준연구소 이호성 박사 (2007. 4 – 2009. 4)는 재임기간중 분과 활성화 차원에서 연구 분야 확장을 통한 분과회원 수를 증대시키려는 노력을 하였다. 그 일환으로 원자분자물리학의 인접분야인 광학분과의 회원을 포용하기 위하여 기존의 원자분자물리 워크샵의 명칭을 원자분자광물리 워크샵으로 변경하고 장소도 오대산에서 무주리조트로 변경하여 제6회 원자분자광물리 워크샵을 광학 및 양자전자분과와 공동주최함으로써 좀 더 많은 회원의 참여를 유도하였다.

9대 위원장은 고려대학교 조동현 교수 (2009. 4 – 2011. 4)로서 2010년 10월 서울 고등과학원(KIAS)에서 AISAMP IX를 성공적으로 개최하였다. 아태이론물리연구센터와 KIAS의 지원으로 원자물리학을 전공하는 대학원생을 대상으로 2009년 2월 KIAS에서 겨울학교를 개최하였다. 2010년 6월에는 제7회 원자분자물리분과 워크샵을 무주리조트에서 열어, 자유로운 분위기에서 분과회원들이 연구과제를 토의하는 자리를 마련했다.

10대 위원장은 서울대학교 안경원 교수 (2011. 4 – )가 맡고 있다. 재임기간중 원자분자물리 겨울학교를 KIAS에서 개최하였고 제8회 원자분자물리 워크샵을 무주리조트에서 개최하였다. 특히 분과의 역량을 끌어올리는데 노력을 기울였는데, 재임 기간중 분과의 로드맵을 보완하여 물리학회에 제출하고 연구재단의 top-down 과제의 미래유망분야에 원자분자물리 분야가 포함될 수 있도록 노력하였으며, 서울대 제원호 교수를 2016년도 ICAP 유치위원장으로 선임하고 분과의 역량을 집결하여 2012년 7월 파리에서 열리 ICAP 운영위에서 2016년 한국유치를 얻어내는데 성공하는 쾌거를 이루었다.

이 위원장들의 성공적 분과 운영 뒤에는 여러 운영위원들의 헌신적인 노력이 있었는데 성균관대 선호성 교수, 원자력연구소 유병덕, 최안성 박사, 포항가속기연구소 정영민 박사, 서울대 제원호 교수, 포항공대 김동언 교수, 한양대 정영대 교수 등이 그분들이다. 역대 및 현 운영위원들의 업적을 일일이 나열하지 않더라도 여기에 수록된 모든 활동이 대부분 운영위원들의 노력의 결실임은 물론이다. 특히, 선호성 교수는 원자․분자물리학에 많은 관심과 사랑을 가진 여러 화학자들 중 한 사람으로서 분과 창립 시부터 오늘에 이르기까지 많은 화학 논문을 원자․분자분과에서 발표하였고 원자․분자분과와 화학자들의 교류를 위해 가교 역할을 하였으며, 때로는 국외자로서 아픈 충고를 편하게 해주었다.

3.2 국내 원자․분자물리학의 발전

학술단체의 목표는 학술활동의 활성화이며, 한국물리학회 60년사는 우리 나라 물리학의 역사와 떼어서 생각할 수 없다. 마찬가지로 분과 설립 배경이 되었던 원자․분자물리학 인구 증가와 원자․분자물리학 지식의 수요는 이제는 분과설립으로 인해 더욱 확대되고 한 차원 높은 수준을 달성하는 계기가 되었다. 특히, 원자․분자분과에서 학문적 활동이 활발한 많은 회원들이 모두 분과 활동에 능동적, 적극적으로 참여하여 분과활동과 학술활동을 병행하는 모범적 사례를 만들어 가고 있다. 또한, 원자․분자물리학은 그 자체로서 과학의 지식과 진리를 탐구하는 기초학문인 동시에, 발달된 첨단측정 기술과 계산 기법을 사용하여 복합적인 상황의 분석, 모델링, 예측에 필수적인 기본 데이터를 제공함으로써 플라즈마 물리학, 광학, 천문학과 우주과학, 대기와 환경과학, 표면과 응집물질 물리학, 방사선물리학, 화학, 생명과학과 의학물리학 등 다양한 인접 학문 분야와 접목되어 새로운 기술개발을 가능하게 해주는 역할을 하고 있다. 이러한 이유에서 어느 분과보다도 학제적 발표가 많은 분과이고 따라서, 다른 분과회원들의 참여도 점차 증가되는 추세에 있다. 현재 국내 원자․분자물리학자 또는 관련 분야 학자들의 여러 연구 주제를 몇 가지로 요약하면 다음과 같다 :

광자와 원자․분자의 상호작용

레이저 분광학

플라즈마 내에서의 원자 현상

전자와 원자(또는 분자, 이온) 충돌

고출력 레이저를 이용한 고차조화파 발생 및 아토초 펄스 발생

방사광을 이용한 원자 및 분자의 광이온화

원자 광학(원자 포획, 냉각, BEC)

원자계에서의 비선형성과 양자 충돌

다광자 광이온화, 음이온의 광분리 현상

양자전산, 양자암호, 원격이동 등의 양자정보학

레이저 냉각된 원자를 이용한 주파수 표준기 연구

공진기-QED

원자․분자물리학의 지대한 중요성에 비추어, 아직은 전체 인구가 많지 않다 보니 각 기관별로 한, 두 명의 원자․분자물리학자가 활동 중이지만 몇몇 기관은 점차 큰 그룹을 형성하여 가고 있다. 예를 들어, 원자력연구소 양자광학팀은 이종민 박사(현재 광주과기원 소속)를 중심으로 레이저원자분광학그룹이 크게 형성되어 왕성한 연구를 하여 왔고 국내 유일의 원자데이타 센터(이용주)를 운영하고 있으며, 한 때 국내에서 가장 큰 이론원자그룹을 확보하고 있었으나 이직 등으로 규모가 조금 줄어든 것은 큰 아쉬움이다. 표준과학연구원 역시 원자시계 그룹, 분광학 그룹 등 원자․분자물리 관련 그룹(이호성, 윤태현, 한재원)이 활발한 활동을 보이고 있다.

서울대학교는 레이저 냉각된 원자를 이용한 원자현미경, 단일원자 포획, 원자와 광자의 강한 상호작용을 이용한 단원자 레이저, 공진기-QED 원리에 기초하는 단광자 발생 등의 양자광학 연구, 보즈-아인슈타인 응집물질을 이용한 강상관계 및 양자혼돈연구 등을 수행하고 있다. 한국과학기술원은 짧고 강한 레이저를 사용하여 원자에서 고차 조화파를 발생하는 연구와 양자컴퓨팅, 양자정보, 거시 양자광 레이저[남창희, 안경원(현재 서울대 소속), 이순칠, 이해웅] 등 최근의 관심사 연구에 주력해 왔다. 포항공대에서는 레이징 플라스마와 관련된 연 X선 분광학적 연구를 하였고 (이동녕, 김동언), 최근에서 수주기 펨토초 레이저를 이용한 아토초 과학 연구를 수행하고 있다(김동언), 또한 원자 및 분자물리학에서의 Berry 위상, 원자와 이원자 분자의 반응성 산란(reactive scattering)을 이론적으로 계산하는 새로운 방법을 개발(금오공대 최낙렬 교수와 포항공대 석성호 교수)하였다.

그 이외의 기관에서도 한, 두 명씩 활발한 연구활동을 하고 있으나 일일이 소개할 수 없고 최근 수년간 원자․분자분과에서의 발표가 상대적으로 많았던 학자들 일부를 소사에 언급하는 것도 의미가 있을 것으로 본다. 숙명여대 오성담 교수, 명지대 김영순 교수, 송호대 김대성 교수, 경성대 백문구 교수, 조선대 장차익 교수를 중심으로 한 원자물리 이론 연구는 개별 연구는 물론 공동연구도 활발하다. 국제적 활동이 활발한 고려대 조동현 교수를 비롯하여, 교원대 김중복 교수, 성화대 이창재 교수, 인제대 전진우 교수, 한남대 장수 교수, 한남대 조재흥 교수 등의 원자광학 및 분광학 관련 연구도 국내 동 분야 발전의 한 축을 이루고 있다. 원자력연구소 정의창 박사, 한양대 정영대, 오차환 교수 등의 플라즈마 원자물리, 이온 트랲 연구와 충남대 조혁, 정양수 교수의 전자 및 이온충돌 실험 역시 해당 분야의 중요한 맥을 이어가고 있다.

이상의 그룹들과 공동연구를 수행하는 수많은 신진 학자들의 이름을 다 열거하지 못하나 다음 번 물리학 소사의 주역들로 오르게 될 것을 의심치 않는다.

이상 소개한 크고 작은 그룹 중, 몇 개만을 택해 더 자세히 연구활동상을 이 소사에 기록하여 두는 것도 중요할 것이다. 다음은 물리학회 창립 50주년기념 소사를 발간할 당시인 2000년을 기준으로 두드러진 발전을 보였던 분야, 특히 창의연구과제나 국가지정연구실에 선정된 연구분야를 중심으로 소개한 내용에 2001년 이후의 변동사항을 추가한 것이다.

최근 들어 많은 관심을 받고 있고 원자․분자분과에서도 발표가 늘어나는 양자정보학은 크게 양자전산과 양자통신의 두 분야로 나눌 수 있다. 이 분야 연구가 활발한 기관 중 하나인 한국과학기술원에는 '핵스핀 양자컴퓨터 개발 국가지정연구실'(단장 이순칠)과 BK21 핵심사업인 '광양자정보과학사업단'(단장 이해웅)이 있다. 국가지정연구실은 NMR을 이용한 양자알고리듬의 구현과 이 경험을 바탕으로 핵스핀을 비트로 사용하는 실용적인 양자컴퓨터를 개발하려는 목표를 가지고 있었다. 이 연구실에서 양자전산에 대한 연구를 시작하기로는 NMR양자컴퓨터가 발표된 지 얼마 후인 1998년 초이며 국가지정연구실로는 2000년 6월에 지정이 되었다. BK21사업단은 photonic crystal을 이용한 양자컴퓨터시스템과 광섬유를 이용한 양자통신, 원격이동의 이론적 고찰에 주로 관심을 가지고 연구발표를 하고 있다.

지난 10여년간 빠르게 발전한 극초단 레이저 기술과 소형 고출력 레이저 기술의 결합은 초강력 레이저장 물리 분야의 등장을 가져왔다. 과학기술부 창의적 연구진흥사업에 의해 지원되는 한국과학기술원의 '결맞는 X-선 연구단'(단장 남창희)은 펨토초 테라와트 레이저와 원자와의 상호작용을 통한 결맞는 X-선 발생과 응용에 대한 연구를 수행하고 있다. 원자가 강한 레이저장에 놓이면 원자는 주기적인 변조를 받게 되어 레이저 주파수에 대한 조화파를 발생한다. 강한 펨토초 레이저 펄스로 구동된 조화파의 세기는 처음 몇 개의 조화파에서는 급히 감소하나, 그 후부터는 조화파의 세기가 많은 차수에 걸쳐 평탄 영역을 이루어 수 백차 조화파의 발생이 가능하다. 이러한 고차조화파는 레이저가 갖는 결맞음성을 이어 받아 X-선 영역의 실용적인 결맞은 광원으로 개발될 충분한 가능성을 갖고 있다. '결맞는 X-선 연구단'에서는 자체 개발한 20펨토초 3테라와트 레이저시설을 이용하여 고차조화파를 연속적으로 파장가변할 수 있는 방법과 높은 변환 효율 획득, 그리고 아토초(1 as = 10-18 초) 영역의 펄스 발생과 계측 연구와 고차조화파 스펙트럼 관측을 통해 초강력 레이저장에 놓인 원자 상태의 규명 등에 관련된 초강력 레이저장 물리 연구를 수행하고 있다.

포스텍 ‘ 극고속 과학 지정 연구실’ (연구 책임자 김동언)도 펨토초 레이저 기술을 활용한 극고속 현상 연구를 수행하여 왔고, 이를 위해서 3테라와트 펨토초 레이저를 자체 개발하기도 했다. 이러한 연구의 연장선상에서 21세기의 시작과 더불어 새로이 열리고 있는 아토초 과학 연구를 수행하고 있다. 자연에서 일어나는 기본적인 현상들은 원자 내 또는 원자간 전자의 운동에 의해서 시작되거나 매개되는 데 전자의 이러한 미시적인 운동은 생명의 기초를 형성 한다. 전자의 미시적인 움직임이 태양으로부터 지구에 생명현상을 가능하게 하는 에너지를 공급하는 빛을 발생 시킨다. 전자는 광합성을 통해 빛을 생물학적 에너지나 주위를 볼 수 있게 해 주는 생물학적 신호로 전환한다. 원자 사이에서의 움직임을 통해 전자는 빛을 방출하고 생물학적 조직체와 인공 장치 내에서 정보를 전달하고 처리 한다. 분자를 생성, 소멸, 변형시키고 생물학적 기능에 영향을 미친다. 결과적으로 전자는 물리학, 화학, 생명과학에 있어서, 그리고 정보, 산업, 의학 기술에서 핵심적인 역할을 한다. 전자의 운동과 빛의 진동(서로가 서로의 원인이 됨)은 10억분의 1초의 10억분의 1이라는 아토초(attosecond)의 상상하기 힘든 빠른 속도로 발생한다.이런 생각하기도 힘들 정도로 빠른 극고속 전자 동역학의 실시간 관찰은 아직 제대로 탐구되지 못한 자연의 영역이며, 이를 통해 우리는 자연을 새로운 차원에서 이해하게 되고, 한 차원 높은 상태에서 자연을 통제하고 조작할 수 있게 될 것이다. 이러한 연구를 수행하고 관련된 기술을 개발하는 것이 아토초 과학 기술이다. 이는 자연 속에만 존재했던 빛과 전자의 공존이 기술로까지 확장되는 것으로, 결과적으로 이것은 과학과 기술에 있어서 새로운 패러다임을 제시할 것이다. 김동언교수는 국가 지정 연구실 사업이후 글로벌 연구시 사업의 지원을 받아 아토초 과학 기술 연구소(center for attosecond science and technololgy)를 설립하고, 독일 막스 플랑크 양자 광학 연구소와 공동 연구를 수행하여 왔으며, 최근에는 300아토초의 단일 펄스를 발생시키는 데 성공하였다. 이러한 연구 활동은 막스 플랑크 아토초 과학 센터 프로그램으로 확장되어, 원자, 분자, 나노시스템에서의 극고속 전자 동역학 연구에 심혈을 기울이고 있다.

1980년대부터 레이저 냉각과 포획이 급속한 발전을 보이면서 레이저 냉각된 원자를 이용한 여러 연구가 생겨났고, 원자․분자분과에서도 발표가 크게 늘어났다. 고려대 조동현 교수, 서울대 제원호 교수, 안경원 교수, 표준과학연구원 이호성 박사 외 여러 연구자들이 활발한 연구를 수행중이다. 서울대 '근접장 이용 극한 광기술 연구단'(단장 제원호)은 나노 영역의 근접장 광 자체의 새로운 양자역학적 특징의 이해를 바탕으로 나노 크기의 물질과 광 사이의 분광학적 상호작용을 연구할 수 있는 실시간 근접장 주사광현미경과 레이저 냉각된 원자를 이용한 원자 주사현미경에 대한 새로운 개념의 현미경 연구를 진행하고 나아가 나노영역의 광학적 리소그라피 및 광정보의 기록/재생을 실현하는 등 실질적 응용가능성에 대한 연구를 수행하고 있다. 연구내용은 크게 근접장 분광학, 원자 광학, 근접장 광학 등으로 나눌 수 있다. 근접장 분광학에는 단일 양자계와의 상호작용을 통하여 근접장 광의 양자역학적 성질을 연구한다. 원자 광학과 근접장 광학 연구에서는 공간적으로 국소된 원자와 광자를 이용하여 새로운 현미경 원리를 개발하고 나아가 이를 이용한 나노 리소그라피에 대한 연구를 수행하고 있다. 특히 이러한 연구에 있어서 광파장과 무관한 미세한 영역의 광자의 근접장(작은 마이크로 피펫 주위의 나노 스케일에 국한)과 원자의 근접장(작은 속 빈 광섬유의 구멍 속에서 가간섭성 원자의 특성)이 새로운 주요 연구주제로 이용되고 있다.

한국과학기술원 '거시 양자광 레이저 연구단'의 단장으로 있다가 서울대로 소속을 옮긴 안경원 교수는 물질과 빛의 상호작용의 가장 기본적인 형태인 단원자와 빛의 단일 모드와의 양자역학적 상호작용을 탐구하고 이를 기초로 하여 거시 영역에서 양자역학적 성질을 갖는 양자광 발생을 연구하고 있다. 크게 미소 공진기 레이저 (Microcavity Laser), 단원자 레이저 (Single Atom Laser), 단원자 포획 (Single Atom Trap)의 세 분야 연구를 진행하고 있다. 직경이 수십 마이크론 정도에 불과한 수정 원기둥, 수정구 등은 내부에서 일어나는 빛의 전반사로 인해 아주 좋은 레이저 공진기가 될 수 있는데, 이러한 공진기의 바깥에 원자․분자, 또는 양자점등과 같은 이득물질을 놓고 표면감쇠파 결합을 통한 새로운 원리의 레이저를 세계 최초로 개발한 바 있다. 또 원자 하나를 이득물질로 하는 단원자 레이저를 통해 양자광 발생 및 양자정보 처리를 연구하고 더 나아가서는 양자역학의 기초를 검증하기도 하였다. 단원자 포획 연구에서는 레이저 빔과 강한 불균질 자기장을 이용하여 단원자를 포획하여 원하는 시간, 원하는 장소에 단원자를 전송하는 연구, 단원자를 공진기안에 넣고 둘 사이의 강한 결합을 이용하여 단일광자를 발생하는 연구를 수행하고 있다. 이러한 연구는 양자정보의 큐빗으로 활용될 수 있으며 양자 메모리, 양자 중계기등으로 응용될 수 있는 기초연구이다.

레이저 냉각된 원자를 이용하는 또 다른 분야는 원자시계로서, 원자시계는 많은 광학 기기와 기술을 이용하지만 원리상 원자물리학에 바탕을 둔 대표적 분야라 할 수 있다. 이러한 점에서 원자시계에 관한 두 그룹을 소개한다.

먼저, 한국표준과학연구원의 ‘시간 주파수 국가지정 연구실“(연구책임자 이호성)은 냉각된 세슘원자를 이용해 궁극적으로 차세대 디지털 통신망동기 주파수 표준기 개발을 목표로 하고 있다. 현재 우리 나라 디지털 통신 동기망의 제 1 계위에 동기 신호를 공급하고 있는 세슘원자시계는 약 50년 전에 개발된 것으로 그 동안에 성능이 많이 개선되었으나 정확도가 최고 수준이다. 21세기에는 초고속 광대역의 통신망 구성이 예상되고 이를 위해서는 더 우수한 원자시계가 필요하다. 최근에 발명된 레이저 냉각 기술을 이용하는 원자분수 (atomic fountain) 방식의 원자시계는 유력한 차세대 원자시계이다. 원자분수시계에서는 레이저를 이용하여 세슘원자를 고진공 챔버에서 냉각 및 포획하고, 이 포획된 원자를 연직 상방향으로 쏘아 올려 9.1926 GHz의 마이크로파와 상호작용하도록 한다. 원자는 정점에 도달한 후 다시 자유낙하 하는데, 이 때 다시 마이크로파와 상호작용하게 된다. 그 결과 발생된 Ramsey 신호를 관측하며, 현재 본 실험실에서 관측한 Ramsey 신호의 선폭은 약 1 Hz로서 수준의 정확도가 기대된다.

역시, 궁극적으로 원자시계에의 응용을 염두에 두고 최근 설립된 한국표준과학연구원 '광주파수제어 연구단'(단장 윤태현)은 주파수 안정화된 펨토초 모드록 레이저를 이용한 광주파수 합성이 일차적 목표이다. 연속발진 레이저의 주파수 안정화 기술의 발전과 원자와 이온의 레이저 냉각 및 포획 기술의 발전은 광주파수 표준기 연구에 일대 변화를 가져오고 높은 광주파수(～500 THz)를 이용하는 새로운 기념의 광시계(Optical Clock)의 연구를 가능하게 한다. 이렇게 높은 광주파수를 등간격으로 나누어서 기존의 마이크로 파 주파수 표준기와 위상 가간섭적인 방법으로 연결(측정)하는 방법이 최근에 연구되고 있다. 이는 시간 공간에서의 delta 함수를 발생시키는 펨토초 모드록 레이저의 시간 및 주파수 특성을 주파수 공간에서의 주파수 제어를 통해 가능하게 되었다. 광주파수제어 연구단에서는 앞으로 새로 탄생한 극초단 광주파수 측정학의 핵심 원리를 연구하게 되며, 이를 응용하여 앞으로 다가오는 광 정보화 시대에 가장 근본(핵심) 기술이 될 것으로 예측되는 광시계의 연구, 광주파수 제어 및 합성 기술의 연구를 수행하게 될 것이다. 또한 빛과 원자와의 상호작용을 양자광학의 틀에서 이해하는 가간섭 양자 제어(Coherent Quantum Control)의 기초 연구를 수행할 것이다.

한국원자력연구소 ‘양자광학기술개발팀’은 원자분광 상수를 정확히 측정할 수 있는 첨단 레이저 분광 실험을 주로 수행하는데, 산업적으로나 의료용, 학술용으로 활발히 활용되고 있는 란탄계열 원소들에 대한 동위원소 특성 상수들을 측정하고 있다. 측정된 원자분광자료들은 원자/분자/분광 데이터베이스(DB)인 AMODS (Atomic, Molecular, Optical Database Systems: http://amods.kaeri.re.kr)에 DB화 되고 있으며, 현재까지 구축된 DB들로서는 원자의 에너지 준위 및 천이확률에 관한 원자분광상수 DB, isotope shift, hyperfine structure 등의 동위원소 분광자료, 핵융합과 관련된 현상의 반응을 계산할 수 있는 ALADDIN DB 자료, 미국 국립표준기술원 (NIST)의 mirror DB자료, 일본 핵융합과학연구소 (NIFS)의 자동이온화준위 계산 결과 자료, 원자의 상대론적 구조를 실시간으로 계산하게 하는 MCDF online 계산 DB등, 11개의 sub database 가 구축되어 있다. 본 실험실에서는 공명 광이온화 반응의 시간/공간적 특성을 분석하기 위하여 극초단 레이저를 이용한 시간분해 분광기술도 개발하고 있다.

3.3 국내 학술 교류

학회의 분과가 학문발전에 기여하는 점은 개개인의 연구를 묶을 수 있는 장을 제공한다는 데에 있을 것이다. 원자․분자분과가 생기기 전에도 개개인의 연구는 있었고 소규모의 교류는 있었다. 그러나, 이러한 교류를 체계화, 정례화 하여 정보교류와 공동연구를 증진하는 데는 분과의 힘이 크며, 따라서 분과 창설 후 크게 달라진 것들 중 하나는 국내, 국제교류의 확대라고 할 수 있다. 아직 분과의 역사가 미천하여 미흡한 점이 없지 않으나 내실 있는 교류활동이 점차 늘어나고 있으며, 지금까지의 주요 국내외 교류활동을 다음 두 개항에 걸쳐 소개한다.

한국물리학회 정례 학술발표회이외에도, 현재 격년으로 국내 원자 및 분자물리학 workshop을 실시하여 오고 있다. 물리학회 춘, 추계 학술발표대회가 좋은 분과 교류의 장이긴 하지만 여러 분과가 모이다 보니 인적교류의 기회가 많아 자칫 차분한 학술교류의 자리가 되지 못하는 경우도 있는 것이 사실이다. 이를 보완하고 너무 자주 모여 회원에게 부담이 가는 것을 피해 2년에 한번씩 분과원들이 모이고 있다. 비록 2회의 역사밖에 되지 않지만 원자․분자물리학자들이 서로의 일을 알고 알리는 데 중요한 기회로 자리 잡아가고 있다. 1회는 1998년 9월 한국과학기술원에서, 2회는 2000년 5월 포항공과대학에서 있었다.

원자력연구소 이종민 박사(현 광주과기원 교수)의 집념으로 어려운 여건에서도 매년 개최되어온 레이저분광학 심포지움은 2000년에 8회를 기록하였으며, 원자분광학과 레이저 등을 주제로 다루는데, 이 심포지움에 William Phillips를 비롯한 많은 국내외 광학자, 원자 및 분자물리학자들이 연구결과를 발표하고 있고 그 질도 한 해가 다르게 향상되고 있다. 원자․분자분과는 매년 이 심포지움을 후원하고 있다.

앞에서도 언급하였듯이, 원자․분자물리학은 그 자체로서 기초학문인 동시에, 복합적인 상황의 분석, 모델링, 예측에 필수적인 기본 데이터를 제공함으로써 플라즈마 물리학에서 방사선물리학, 화학, 생명과학에 이르기까지 다양한 인접 학문 분야와 접목되어 새로운 기술개발을 가능하게 해주는 역할을 하고 있다. 이러한 이유에서 원자․분자분과는 어느 분과보다도 학제적 발표가 많은 분과이고 다른 분과회원들의 참여도 점차 증가되는 바람직한 추세에 있다. 대표적인 예로, 화학자들과의 교류는 분과창립 이전부터 시작되어 오늘날까지 이어지고 있다. 분과 정기학술대회나 workshop 등에서 화학자들의 발표, 한불 물리화학세미나 참여, 분과운영위원에서 화학자 활동, 한국과학기술원의 우수연구센터(SRC)였던 분자과학센터에 원자․분자분과원들이 다수 참여했던 것 등이 그 좋은 예라고 하겠다.

또, 원자력연구소 양자광학팀에서 운영하고 있는 원자데이터 센터(이용주 박사)는 원자분야가 원자․분자물리학자들에게는 물론 원자데이터를 필요로 하는 타 분야학자들에게도 서비스하는 모범적 사례가 되고 있다. 반도체 산업의 플라즈마 공정이나 핵융합과제처럼 원자 및 분자데이터를 필요로 하는 연구나 산업이 국내에서도 급속히 발전하고 있다. 이런 수요를 지원하기 위해서는 필요한 데이터의 생산자가 있어야 하고, 생산된 데이터를 정리하여 필요한 형태로 제공해 주는 데이터 센터가 있어야 한다. 주요 선진국은 목적에 적합한 여러 개의 데이터 센터를 국가기관이나 대학 등에서 운영하고 있다. 생산되는 데이터는 분광학 실험이나 계산에 의해 생산되는 구조관련 데이터, 원자충돌 실험이나 이론에서 생산되는 각종 산란 단면적 데이터들이다. 국내의 경우, 전자는 원자력연구소 양자광학팀에서. 후자는 충남대학교에서 연구하고 있으나 좀 더 많은 국내연구팀이 생겨나야 할 것이다. 다행히 역사는 오래지 않으나 원자력 연구소에 데이터센터가 운영되기 시작하였고, 앞으로 더욱 자료의 양과 기능이 확대되어 더 좋은 서비스가 가능해 질 것이다.

3.4 국제 교류

분과 창립 후 첫 번째 주요 국제교류 활동은 1996년 6월 아시아-태평양 이론물리센터(Asia-Pacific Center for Theoretical Physics; APCTP) 개소 기념 국제 학술대회로서, 이 대회에서 BEC 특수주제 분과와 원자-광학 분과를 개최하여, 바로 전 해인 1995년 루비듐 원자로 BEC의 실험적 구현에 성공한 미국의 Colorado대 Wiemann 교수, R-행렬 계산으로 유명한 Colorado대 Greene 교수 등 해외의 저명한 원자물리학자들을 초청하여 국내 학자들과 더불어 주제발표회를 가졌다.

같은 해 10월에는 중국, 일본을 비롯한 아시아 여러 나라와 국내의 원자․분자물리학자 200여 명이 포항에 모인 가운데 제 3 회 아시아 원자 및 분자 국제학술회의(The 3rd Asia International Seminar on Atomic and Molecular Physics; AISAMP III)를, 제 1 회의 일본, 제 2 회의 중국에 이어 우리가 성공적으로 개최하였다. 여기서는 상대론적 원자 구조 정밀 계산과 전자와 원자․분자 충돌 이론의 대가인 미국 NIST의 김영기 박사, 전자-이온 재결합 이론으로 유명한 Connecticut 대의 한유갑 교수, 전자와 원자 또는 분자 충돌 실험의 권위자인 Michigan대의 신동화 박사 등 저명한 재미교포 원자․분자물리학자들과, 미국 Colorado대 Wiemann 교수, Southern California대의 Chang 교수, Pittsburgh대 Pratt 교수, 대만 Acadmia Sinica의 Ho 박사와 Huang 박사, 중국 Tsinghua대의 Li 교수, 일본 IMS의 Nakamura 박사 등 유럽, 미국, 아시아의 중견 학자들과 국내의 석성호, 김동언, 신석민, 이윤섭, 이동녕 교수를 초청하여 강연과 논문발표회를 가졌다. AISAMP의 Advisory Committe Member로서 포항공대의 석성호 교수와 김동언 교수가 선임되어 활약하였고, 현재는 조동현 교수(고려대) 와 김재완 교수(KIAS)가 활동하고 있다.

1998년 4월에는 APCTP의 지원 하에 Tennessee대의 Macek 교수, Nebraska대의 Starace 교수, Institute for Theoretical Atomic and Molecular Physics (ITAMP)의 Babb 박사, Australian National University의 Buckman교수, Baldwin박사 등과 인하대 김유항 교수 등을 비롯한 국내학자들을 초청하여 한국물리학회 1998년 봄 정기학회와 연계하여 International Lectures on Atomic and Molecular Physics를 개최하였는데, 이는 원래 Harvard대 부설 연구소로서 원자 및 분자물리학 연구에서 국제적으로 지명도가 높은 ITAMP가 국내의 원자 및 분자물리학 연구 활성화를 지원하기 위하여 APCTP-ITAMP 공동 개최를 제안한 것이었으나, ITAMP 사정으로 공동 개최는 후일로 미루게 되었다.

1999년 10월에는 대한화학회의 물리화학분과와 더불어 한불 화학물리 세미나를 공동 개최하였다. 이 모임은 원래 한국과기원 화학과의 이윤섭 교수와 불란서에서 활약 중인 정광희 박사가 주축이 되어 물리화학을 중심으로 원자계에서 고체계까지를 토론하는 한불교류의 장으로서 1997년 10월에 빠리 근교 Ame-Cotton Laboratoire에서 첫 만남을 가졌고, 2차 모임은 1999년 10월 대전에서 가졌다. 화학자와 원자․분자물리학자의 좋은 교류의 장으로 발전할 것으로 기대한다.

한편으로, 플라즈마와 표면 물질사이의 상호작용은 과학과 산업의 다양한 분야에서 많은 응용성으로 인하여 이에 대한 연구가 매우 중요하다는 인식 하에 Core University program을 통하여 1998년도부터 2005년까지 한국-일본의 공동연구가 수행되었다. 1998년부터 상호방문을 통하여, 각 분야에 대한 적합한 주제에 대해 토론하는 학회를 양국에서 개최하였다 원자․분자물리학과 관련된 분야에서는 한국과 일본의 공동연구를 통하여, 물질-플라스마 상호작용, 분광학에 의한 플라즈마 진단 등에 관계된 이론과 실험의 atomic data를 구축하고, World Wide Web을 통해서 한국과 일본의 과학자들이 공유할 수 있는 형태로 atomic database에 제공되도록 노력하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 공동연구 동안, 한국과 일본은 atomic data를 공유하고 사용자들이 보다 쉽게 다룰 수 있는 형태로 개발할 것이다. 한국의 원자․분자분과에서는 김동언 교수(포스텍)를 중심으로 약 10명의 분과원들이 참여하였다.

이러한, 분과 및 그룹 규모믜 국제교류 이외에도 많은 개인적 국제교류나 국제적 활약이 있다. 본 분과원인 포항공대 이동녕, 신현준, 김동언 교수의 플라즈마 유도 극진공 자외선 레이저 개발이 Physics Today 1996년 10월 호에 소개 된 것을 비롯하여, 석성호 교수는 최초로 정립한 충돌동역학에서의 Berry 위상이론 등으로 여러 차례 국제 초청 강연 등을 한 바가 있다. 본 소사의 성격상 많은 분과원들의 국제적 활약상을 다 소개하지 못하지만, 이러한 개개인의 활동이 분과위상 강화로 이어지고 분과활동의 활성화는 이들 연구를 더욱 뒷받침해 주는 역할을 함은 물론이다.

3.5 해외교포 원자․분자물리학자들의 기여

원자․분자물리학 분야는 국내 인구가 많지 않아 국제교류가 어느 분야보다도 절실하다. 이러한 상황에서 국내학자들에게 큰 도움을 준 분들은 재외교포 원자․분자물리학자들이다. 특히, 이 분들 중에는 세계적 명성을 지닌 원로학자들이 많아 상대적으로 국내에 원로학자가 적었던 원자․분자분과에 많은 도움을 주었다. 이분들 중, 몇 분의 공로를 적으면 다음과 같다.

김영기 박사는 상대론적 원자 구조 정밀 계산과 전자와 원자 또는 분자 충돌 이론의 대가로서 미국 NIST에서 활동하다 최근에 공식적으로 정년 퇴임하였으나 아직도 활발한 연구활동을 하고 있다. 원자력연구소 주최 레이저분광학 심포지움에 자주 참석하여 좋은 발표들을 하였을 뿐 아니라 국내 신진학도들에게 여러 차례 원자물리 교육도 해주었다. 그 외에도 국내 원자․분자학자들과의 잦은 접촉을 통해 많은 조언과 지도를 주었다. 전자-이온 재결합 이론 및 충돌 이론으로 저명한 Connecticut 대의 한유갑 교수 역시 지금은 공식 은퇴하였고 국내학자들과 자주 접촉할 기회는 적었으나 해당분야 최고 전문가로서 국내 젊은 학자들에게 정신적 지표가 되었다. 전자와 원자․분자 충돌 실험의 권위자인 Michigan대의 신동화 박사는 1년간의 서울대 방문과 몇 차례의 충남대 방문을 통해 국내의 전자충돌실험을 위해 많은 자문과 지원을 아끼지 않았다.

정광희 교수는 프랑스에서 15년이 넘게 활동해온 분자물리학자이다. 분자물리와 양자화학을 전공하여 작은 분자의 고도 여기상태에서의 분광학적 성질, 유기금속결합, 그리고 금속원자를 포함한 원자․분자계의 광화학적 반응에 관한 연구를 해왔다. 최근에는 초저온 원자 및 분자의 광결합현상과 BEC를 연구하고 있다. 물리화학 분야에서 국내과학자와 프랑스 과학자 사이의 교류촉진 활동으로서 여러 차례 한불 인력교류를 주도하였고 매년 일시 귀국하여 공동연구와 학회참석을 하고 있다.

4. 원자․분자물리학의 미래와 분과의 역할

4.1 분과의 기여와 의의

창립 전후의 어려웠던 여건을 어느 정도 벗고, 원자․분자분과는 원자․분자물리학에 대한 잘못된 인식을 많이 불식 시켰음은 물론, 최근의 폭발적 발전을 국내에 소개하고 토론하는 장의로서의 소임을 짧은 기간에 성공적으로, 그리나 작은 규모와 짧은 연륜 때문에 얼마간은 버겁고 숨가쁘게 해왔다. 그것이 학회와 그 소속 분과가 갖는 중요성이며 한국물리학회 창립 50주년, 원자 및 분자물리분과 설립 11주년을 맞이하여 되돌아보는 학회와 분과의 기여이며 존립 의의라 할 것이다.

이러한 인식변화와 분과의 기여 덕분에, 그리고 부분적으로는 레이저분광학, 플라즈마, 방사광 가속기, 원자광학, 양자정보학 등의 활성화로 국내 원자 및 분자물리학 인구가 증대되어 분과에 거는 기대도 커지고 있다. 이제 과학과 기술은 원자나 분자를 하나 하나 다루고 이들을 조합하는 수준으로 발전해 있다. 생명과학과 공학, 나노 기술, 분자전자공학, 양자정보학 등 현재 관심을 받고 있는 모든 분야들이 예외가 아니다. 그렇다면 그 구성 요소 (building block)가 되는 원자․분자의 구조와 이들의 상호작용을 이해하는 것은 필수라 하겠다.

이러한 학문적 상황에서, 물리학회 창립 50주년을 맞고 설립 10 주년을 넘긴 분과의 미래와 안고 있는 숙제를 다음 두 가지로 요약할 수 있을 것이다.

4.2 학제간 교류 확대

서두에서도 언급하였듯이 원자 및 분자물리학은 가장 중요한 기초과학의 한 분야이면서 동시에 응집물질을 포함한 우리 주위의 모든 것이 원자․분자로 이루어진 만큼 원자 및 분자물리학은 오늘날 많은 응용과학과 공학 및 첨단 과학기술의 근간이 되는 학문적 위상을 지니고 있다. 2001년 들어 우리 정부를 위시해 각 나라가 총력을 기울이고 있는 나노 기술은 물리학, 화학, 전자, 재료공학자들이 원자․분자 하나 하나를 조작해 보겠다는 것이다. 2001년 초, 한 개의 분자로 다른 하나의 분자를 끌고 와 분자수준의 화학 반응을 일으킨 실험이 Physical Review Letter에 보고되었다. 물리학자들이 이야기하던 트랜지스터를 이제는 화학자들은 한 개 분자로 만들겠다고 나서고 있다. 이모든 변화의 중심은 원자와 분자이다.

원자․분자분과는 창립 이후, 분과에서 발표되는 주제가 다양해지고 다른 분야 학자들이 원자.분자 분야에서 학술 발표를 하는 경향이 커져 그 학제적 성격이 점점 더 강화되고 있다. 이제 분과는 원자․분자물리학에 대한 잘못된 인식을 많이 불식시키고 작은 성공을 거둔 것으로 만족하지 말고 규모와 연륜의 제약을 벗어나 보다 능동적으로 한국물리학회를 통한 인접분야와의 교류확대, 더 나아가서는 화학, 생명과학 등과의 교류를 확대해 나가야 할 소명을 지니고 있다. 이를 위해서는 각 원자․분자물리학자가 더욱 연구에 매진하고 인적 교류를 확대해 나가야 할 것이며, 분과는 대소 규모의 학술적 모임, 분과원의 연구지원을 위한 여러 지원책을 강구해 나가야 할 것이다.

4.3 학문 후속 세대를 위한 분과의 역할

원자․분자물리학이 위에서 기술한 바와 같은 위상을 지니고 있고, 여러 분야에서 원자․분자물리학 지식을 필요로 한다면, 학문 후속 세대들에게 필요한 지식을 갖추게 하는 것 역시 원자․분자물리학자와 분과의 소임이다. 국내에서의 원자․분자물리학의 위상은 그대로 대학교육에 반영되어 대부분의 대학 물리학과에서 원자․분자물리학 강의는 개설되지 않고 있다. 학생들이 비록 대학원이나 사회에서 직접 원자․분자물리학에 종사하지 않더라도, 예를 들어 반도체 플라즈마 공정에 종사하게 되면 곧 바로 원자․분자에 대한 수많은 지식이 필요함을 느끼게 될 것이다. 현대물리학 강의에서 배운 것이 원자․분자물리학의 전부라고 생각한 졸업생들은 이런 경우에 새롭게 원자․분자물리학을 스스로 깨우치거나 기초원리를 무시한 채 일할 수밖에 없을 것이다.

분과 차원의 원자․분자물리 교육 강화책을 마련하고, 필요한 교과과정의 모형을 제시하며 경우에 따라서는 우수한 교재를 집필하는 사업까지를 검토하는 것이 숙제라 하겠다.

최근 미국 National Academy of Science는 "새 시대의 물리학 (Physics in a new era)"이라는 제목으로 21세기초에 중요한 연구내용과 교육방향 등에 대한 보고서를 발간한 바 있다. 이 보고서는 네 가지 중요한 연구내용을 지목했는데, 그 중에는 "양자조작과 신물질 (quantum manipulation and new materials)" 및 "기본 법칙과 대칭성 (fundamental laws and symmetries)"이 포함되어 있다. 이들은 모두 원자․분자물리학의 중요한 연구대상으로서 새 시대에 있어서 원자․분자물리학의 중요성을 나타내 주며, 이는 원자․분자 물리학자나 원자․분자물리학분과의 역할이 증대되어야함을 의미한다.

(대표집필: 2000년까지는 충남대 교수 조혁, 2001년 이후는 서울대 교수 안경원이 집필함)