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아인슈타인이 비판했던 양자역학과 그의 상대성이론, 이 두 거대한 물리학의 기둥 사이에는 오랫동안 설명하기 어려운 간극이 존재해 왔습니다. 특히 물질 속 전자의 움직임을 설명할 때, 두 이론의 상이한 전제는 계산적 비일관성을 낳는 근본적인 문제였습니다. 국내 공동 연구팀이 물리학 최고 권위지에 발표한 새로운 이론은 바로 이 간극을 메우는 혁신적인 열쇠로 평가받고 있습니다. 연구팀은 기존의 '스핀-궤도 결합' 개념이 가진 한계를 극복하기 위해 '궤도각운동량'을 사용하지 않고도 물질 내 상대론적 효과를 설명할 수 있는 '스핀-격자 상호작용(spin-lattice interaction)'이라는 새로운 개념을 정의했습니다. 이는 고체 내에서 전자의 스핀 상태를 훨씬 더 정확하고 일관되게 분석할 수 있는 계산적 틀을 제공하며, 고체물리학의 패러다임을 바꿀 가능성을 시사합니다. 이번 연구 성과는 1차원 도체부터 3차원 반도체에 이르기까지 다양한 물질에서 그 유효성이 검증되었으며, 향후 차세대 메모리 소자 및 스핀 기반 전자 소자인 스핀트로닉스 분야의 발전에 결정적인 이론적 토대를 제공할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 물리학 교과서의 한 페이지가 새롭게 쓰일지도 모를 중요한 발견입니다. "신은 주사위를 던지지 않는다." 이는 알베르트 아인슈타인이 양자역학의 확률론적 세계관에 대해 남긴 유명한 말입니다. 역설적이게도, 그의 상대성이론은 양자역학의 핵심 탐구 대상인 '전자'의 거동을 이해하는 데 필수적인 도구가 되었습니다. 전자는 양자역학으로 분석해야 할 만큼 미세한 입자인 동시에, 상대성이론을 적용해야 할 만큼 빠르게 움직이기 때문입니다. 그러나 두 이론은 출발점부터 다른 전제를 가지고 있어, 고체와 같은 실제 물질 환경에서 전자의 움직임을 일관되게 설명하는 데에는 명백한 한계가 존재해왔습니다. 최근 UNIST와 연세대학교 공동 연구팀이 바로 이 이론적 간극을 메울 수 있는 획기적인 이론을 제시하여 ...