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첨단기술정보

전자 사이의 약한 자기 상호작용 측정

전문가 제언: 전자는 음(－)의 전하를 가지며 서로 반발한다는 것은 대부분의 독자들이 잘 아는 개념이다. 별로 알려지지 않은 사실은 전자가 스핀과 관련된 자기모멘트를 가지므로 서로에게 자기력을 발휘한다는 것이다.

하지만 개개의 전자스핀 사이의 상호작용은 지금까지 측정되지 않았다. 이것은 주로 상호작용이 다른 효과에 의해 작아지기 때문이다. 예컨대 전자 사이의 원자 크기의 작은 분리라든가 두 전자가 동일한 양자상태를 차지할 수 없다는 Pauli 배타 원리, Coulomb 전기 상호작용이 지배적이라는 사실 때문이다.

큰 분리에 대해서는 자기 상호작용의 세기가 크게 감소하여 흔히 주위의 요동하는 자기장에서 전자의 자기모멘트가 받는 힘에 의해 완전히 차폐된다. Kotler 등은 약 2 마이크로미터(㎛) 떨어진 두 이온에 속박된 두 전자 사이의 매우 작은 자기 상호작용을 양자 감지(sensing)의 분야에서 얻은 아이디어를 이용하여 검출하는데 성공한 것을 발표하였다.