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시공간 측정 정밀도 100배 높인다

24일 5개 기관 초(second) 재정의 위한 ‘시공간 융복합 연구 협력’ 체결

2021.11.24 국토교통부

국토교통부 국토지리정보원(원장 사공호상), 한국과학기술원(총장 이광형), 한국과학기술정보연구원(원장 김재수), 한국천문연구원(원장 박영득), 한국표준과학연구원(원장 박현민)은 11월 24일 한국천문연구원에서 『시공간(時空間, Space-Time) 융복합 연구 협력』을 위한 양해각서를 체결했다고 밝혔다.

이번 업무협약(MOU)을 통해 5개 기관은 ▲각 기관이 보유한 주요 연구장비의 공동활용 ▲ 시공간 극한 정밀도 측정 연구 ▲ 연구 데이터 생산, 전송, 분석, 활용 및 국제공동연구 ▲기타 공동 관심분야의 융복합 협력분야를 발굴·추진하고 상호 협력*하기로 하였다.

* (협력 인프라) 한국표준과학연구원 이터븀(Ytterbium)광시계, 한국과학기술원 광주파수빗 기술, 한국과학기술정보연구원 국가과학기술연구망(KREONET), 한국천문연구원 한국우주전파관측망(KVN), 국토지리정보원 우주측지관측센터 측지VLBI 시스템 ☞ 자세한 사항은 첨부파일 참고


현재 국제단위계(SI)*에서 가장 높은 정확도를 지니고 있는 시간 단위인 ‘초**’는 기술적 한계로 인해 1967년 정의된 이후 반세기가 지나도록 재정의되지 못하고 있는 실정이다.

* (국제단위계, System of International Units) 전 세계가 공통으로 사용하는 전류(Ampere)·온도(Kelvin)·시간(Second)·길이(Meter)·질량(Kilogram) ·물질량(Mole)·광도(Candela) 등 7개의 기본단위
** 세슘원자가 갖는 고유 움직임(초당 91억번 진동)을 측정하는 ‘초’ 결정 기술


우리나라에서 시공간 연구에 주도적으로 참여하고 있는 국내기관 간 융합연구 협력을 추진하여, 세계최초로 시공간 측정 정밀도를 100배 높이는 융합연구를 한다는 계획이다.

초를 기존 세슘원자시계보다 100배 이상 정밀하게 측정하면, 국제단위계인 ‘초’ 재정의에 기여 가능하며, 세슘원자시계 기반의 시간·공간 측정 정밀도가 이론적으로 100배 높아진다.


‘초’ 재정의를 위한 주요 기술

①세슘원자시계보다 정밀도가 높은 광시계* 제작 기술
②대륙간 멀리 떨어져 있는 광시계 간 성능 비교 검증 기술
③광시계가 생성한 시각 정보를 높은 안정도로 전송할 수 있는 정보통신 인프라

* 광시계란? : 기존 세슘원자시계의 정확도(소수점 16자리까지 측정)보다 100배 (소수점 18자리까지 측정 가능) 100배 정밀하게 ‘초’를 결정하는 장비


5개 기관은 2020년 4월 국가과학기술연구회(NST) 선행융합연구사업 ‘광대역VLBI* 기반 시공간 측정 정밀도 한계 극복을 위한 선행연구’를 성공적으로 마쳤으며, 오는 12월 이탈리아의 국립도량형연구소(INRiM), 국립천체물리연구소(INAF)와 함께 VLBI를 활용한 대륙 간 시각비교 실증 관측을 진행할 예정이다.

* 기존 VLBI(Very Long Baseline Interferometer, 서로 멀리 떨어져 있는 전파망원경을 이용하여 우주·지구 공간을 측정하는 기술) 시스템을 업그레이드하여 시공간 측정 정밀도를 높일 수 있는 새로운 기술


오는 12월 이탈리아의 국립도량형연구소(INRiM), 국립천체물리연구소(INAF)와 함께 VLBI를 활용한 대륙 간 시각비교 실증 관측을 진행할 예정이다.

국토교통부 국토지리정보원 사공호상 원장은 “이번 협약을 통해 우리나라는 세계적인 수준의 대륙 간 광시계 시각비교 기술 관련 연구를 수행하는 한편, 4차 산업혁명 시대에서 초정밀 시공간 정보 전송 및 동기화를 통한 초연결 시대 선도 및 새로운 과학연구 성과 창출을 위한 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대“한다고 밝혔다.

"이 자료는 국토교통부의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다."

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