제71회 한림석학강연

톰 루벤스키 美펜실베니아대 교수, '역학적 붕괴 직전의 격자들' 주제 강연

한국과학기술한림원은 톰 루벤스키(Tom Lubensky) 미국 펜실베니아대학교(University of Pennsylvania) 물리학과 교수를 초청, 지난 6월 2일 오후 서울대학교 물리천문학부 56동에서 '제71회 한림석학강연'을 개최했다. 

루벤스키 교수는 연성물질(Soft Matter) 이론 분야의 세계적 석학이자 미국학술원 회원으로 미국학술원 응집물리분과 위원장 및 미국학술원 발간 유명 저널인 'PNAS(Proceedings of national Academy of Sciences)의 편집인으로 활동 중이다. 연성물질 분야는 단단한 물질에 대한 고체물리(solid state physics) 연구를 넘어 응집물질 물리(condensed matter physics)분야의 대표적인 연구 주제로서 액정(liquid crystal), 유체, 고분자, 생체물리 등 광범위한 융복합 분야 연구다. 

행사에는 박성현 원장이 참석해 축사했으며, 박영우 서울대학교 교수(한림원 국제협력부장, 이학부 정회원)가 사회를 맡았다.

루벤스키 교수는 '역학적 붕괴 직전의 격자들(Lattices near mechanical collapse)'을 주제로 (1)Maxwell's rule for rigidity of frames, (2) Maxewll frame and lattices, (3) Review of language of elasticity and dynamics 등에 관해 강연했다.

루벤스키 교수에 따르면, 강체 기반의 막대기(rod)와 결절(node)로 구성된 틀 모델은 인위적 구조체, 결정 및 비 결정 고체, 낱알 계 물질, 폴리머 및 단백질과 같은 연한 물질 등에 광범위한 활용성을 갖는다. 강도(rigidity)는 결절의 좌표계의 평균 개수, z,에 의존하는데, 이 z값이 충분히 작은 경우 'Floppy'라 알려진 내부 진동 모드 특성을 갖고, z값이 충분히 큰 경우 내부 진동 모드가 없는 강도를 갖는다.

Maxwell의 법칙으로 알려진 구조체 틀의 강도 법칙의 경우 이러한 내부 진동 모드에 대한 고려가 없었으나 격자 구조의 완전한 이해를 위해서는 내부 진동 모도의 도입이 필수적으로 요구된다. 특히 주기성을 띈 사각 및 Kagome 격자의 탄성 및 역학적 불안정성 탐색을 통해 내부 진동 모드의 일반적 특성을 유도할 수 있다. 이러한 수학적 모델링은 위상절연체(Topological Insulatior), 폴리아세틸렌(Polyacetylene) 등의 물질의 전기적 상태에 관한 개념과 관련지을 수 있는데, 위상학적 전이와 역학적 응력 상에서의 전이와의 연관성 통해 확인할 수 있다 

행사를 제안한 박영우 교수는 "연성물질은 최신 연구주제로서 융복합 학문 연구의 세계적인 추세를 선도하고 있다"며 "물리, 화학, 생물학의 융복합 연구에 관심이 많은 젊은 학자들과 대학원생 등에게 해당 분야의 세계적 석학과의 만남의 장을 마련함으로써 연구의지를 고취시키는 효과가 있다"고 기획 취지를 설명했다.