물리학자들이 지하 구조물을 한층 더 정밀하게 탐지할 수 있는 새로운 형태의 양자 레이더를 개발했다. 이 기술은 지하 구조물 영상화의 정확도를 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

새로 개발된 레이더는 양자 센서(quantum sensor)의 일종으로, 물체의 양자역학적 성질을 계측 장치로 활용하는 새로운 기술이다. 연구진이 만든 장치는 아직 시제품 단계지만 궁극적으로는 지하에 매설된 구조물을 영상화하는 데 사용될 예정이다. 예컨대 지하 기반 시설 건설, 천연가스 시추를 위한 지층 분석, 고고학 발굴 현장에서의 매몰 유물 탐사 등이 대표적인 활용 분야다.

이 장치는 기존 레이더처럼 전파를 발사하고, 그 전파가 주변 물체에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 위치를 파악한다. 하지만 기존 레이더에서는 대형 안테나와 같은 수신 장치를 통해 반사파를 감지하는 반면, 새로운 레이더는 반사파와 원자 구름, 즉 원자들이 흩어져 있는 상태 사이의 상호작용을 감지하여 신호를 읽어낸다.

현재 시제품은 원활한 실험 진행을 위해 광학 테이블 위의 여러 부품과 연결되어 있어 부피가 다소 큰 편이다. 하지만 연구팀은 기존 설계보다 훨씬 더 작은 양자 레이더를 개발할 수 있을 것으로 기대한다. 이번 연구에 참여한 매슈 시몬스(Matthew Simons) 미국 국립표준기술연구소(NIST) 물리학자는 “기존의 거대한 금속 수신 구조 장치 대신 원자들이 들어있는 약 1cm 크기의 소형 유리 용기로 신호를 수신할 수 있게 되었다”고 설명했다. 이번 연구는 NIST와 방산업체 RTX가 공동으로 진행했다.