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핵융합 반응으로 방출되는 에너지는 연료 내에 포획될 수 있으며, 이는 자체 가열로 이어진다. 대부분의 핵융합 반응은 플라스마 내에 포획될 수 없는 형태로 에너지를 적어도 일부 방출하므로, Q = 1인 시스템은 외부 가열 없이 냉각될 것이다. 일반적인 연료로는 핵융합 반응로의 자체 가열이 적어도 Q ≈ 5에 도달할 때까지는 외부 가열원에 미치지 못할 것으로 예상된다. Q가 이 지점을 넘어서 증가하면, 증가하는 자체 가열은 결국 외부 가열의 필요성을 제거한다. 이 시점에서 반응은 자가 지속되며, 이 조건은 점화라고 불리며, 일반적으로 실용적인 반응로 설계에 매우 바람직한 것으로 간주된다. 점화는 무한 Q에 해당한다.
시간이 지나면서 몇 가지 관련 용어가 핵융합 용어집에 포함되었다. 연료 내에 포획되지 않는 에너지는 외부에서 포획되어 전기를 생산할 수 있다. 그 전기는 플라스마를 작동 온도로 가열하는 데 사용될 수 있다. 이 방식으로 자체 동력을 공급하는 시스템은 공학적 손익분기점에서 작동한다고 일컫는다. 공학적 손익분기점을 넘어 작동하는 기계는 사용하는 것보다 더 많은 전기를 생산하며 그 잉여 전력을 판매할 수 있다. 운영 비용을 충당할 만큼 충분한 전력을 판매하는 것은 때때로 경제적 손익분기점으로 알려져 있다. 또한, 핵융합 연료, 특히 삼중수소는 매우 비싸므로 많은 실험이 수소 또는 중수소와 같은 다양한 시험 가스로 작동한다. 삼중수소를 도입했을 때 손익분기점 조건을 달성하는 이러한 연료로 작동하는 반응기는 외삽적 손익분기점에 있다고 한다.
토카막에서 가장 높은 Q 기록(실제 D-T 핵융합 중 기록된)은 1997년 JET가 Q = 0.67로 세웠다. 토카막에서 Qext(D-D 결과로부터 외삽된 D-T 핵융합의 이론적 Q 값) 기록은 JT-60이 Qext = 1.25로 보유하고 있으며, JET의 이전 Qext = 1.14를 약간 능가한다. 2022년 12월, 국립점화시설, 즉 NIF는 관성 봉입 시설로, 2.05 MJ 레이저 가열에서 3.15 MJ 출력을 내어 Q = 1.54를 달성했다. NIF는 7번의 점화를 달성했다. 가장 높은 이득인 Q = 4.13은 2.08 MJ의 레이저 에너지에서 8.6 MJ를 얻었다.
Q는 단순히 반응로에서 핵융합 반응으로 방출되는 동력 Pfus와 정상 작동 조건에서 지속적으로 공급되는 가열 동력 Pheat를 비교한 것이다. 정상 상태로 작동하지 않고 펄스 방식으로 작동하는 설계의 경우, Pfus에서 생성된 모든 핵융합 에너지를 합산하고 Pheat에서 펄스를 생성하는 데 사용된 모든 에너지를 합산하여 동일한 계산을 수행할 수 있다. 그러나 추가적인 전력 손실을 고려하는 몇 가지 손익분기점 정의가 있다.
손익분기점.
1955년, 존 로슨은 에너지 균형 메커니즘을 처음으로 자세히 탐구했는데, 처음에는 기밀 작업으로 진행했지만 현재는 유명한 1957년 논문에서 공개적으로 발표했다. 이 논문에서 그는 이전 연구자들, 특히 한스 티링, 피터 토너먼, 그리고 리처드 포스트의 검토 논문의 작업을 고려하고 다듬었다. 이 모든 것을 확장하여 로슨의 논문은 다양한 메커니즘을 통해 손실될 전력의 양에 대한 자세한 예측을 제시하고, 이를 반응을 유지하는 데 필요한 에너지와 비교했다. 이 균형은 오늘날 로슨 기준으로 알려져 있다.
성공적인 핵융합 반응로 설계에서 핵융합 반응은 Pfus로 지정된 전력을 생성한다. 이 에너지 중 일부 Ploss는 다양한 메커니즘을 통해 손실되는데, 주로 연료가 반응로 챔버 벽으로 대류하고 전력을 생성하는 데 포착될 수 없는 다양한 형태의 방사선이다. 반응을 지속시키기 위해 시스템은 이러한 손실을 보충하기 위해 가열을 제공해야 하며, 열 평형을 유지하기 위해 Ploss = Pheat가 된다.
손익분기점의 가장 기본적인 정의는 Q = 1일 때이다. 즉, Pfus = Pheat이다.
과학적 손익분기점.
시간이 지남에 따라 서로 다른 작동 시스템을 가진 새로운 유형의 핵융합 장치가 제안되었다. 특히 관성 봉입 핵융합, 즉 ICF 개념이 주목할 만하다. MCF(자기 봉입) 접근 방식은 일반적으로 (준)정상 상태에서 작동하도록 설계된다. 즉, 플라스마는 핵융합 반응 시간 척도보다 훨씬 긴 시간, 즉 수 초 또는 수 분 동안 핵융합 조건에서 유지된다. 목표는 대부분의 연료가 핵융합 반응을 겪을 시간을 허용하는 것이다. 대조적으로, ICF 반응은 수십 번의 핵융합 반응 시간 동안만 지속되며, 대신 매우 짧은 시간 내에도 대부분의 연료가 핵융합을 겪도록 조건을 보장하려고 시도한다. 이를 위해 ICF 장치는 연료를 극단적인 조건으로 압축하여 자체 가열 반응이 매우 빠르게 발생하도록 한다.
MCF 장치에서는 초기 플라스마가 대형 자석에 의해 생성되고 유지되며, 최신 초전도 장치에서는 작동하는 데 매우 적은 에너지가 필요하다. 일단 설정되면, 다양한 장치를 사용하여 플라스마에 열을 주입하여 정상 상태를 유지한다. 이러한 장치는 시스템을 작동 상태로 유지하는 데 필요한 에너지의 대부분을 차지한다. 또한 이러한 장치는 비교적 효율적이며, 투입된 전기의 절반 정도가 플라스마 에너지로 전환될 수 있다. 이러한 이유로 정상 상태에서의 Pheat는 반응기에 투입되는 에너지 전체에 상당히 가까우며, 가열 시스템의 효율은 일반적으로 무시된다. 총 효율이 고려될 때, 이는 일반적으로 Q 계산의 일부가 아니라 공학적 손익분기점, Qeng(아래 참조) 계산에 포함된다.
대조적으로, ICF 장치에서 필요한 조건을 생성하는 데 필요한 에너지는 막대하며, 일반적으로 레이저와 같은 장치는 1% 정도로 매우 비효율적이다. 만약 Pheat의 유사한 정의, 즉 시스템에 투입되는 모든 에너지를 사용한다면, ICF 장치는 극도로 비효율적이다. 예를 들어, NIF는 이상의 전기 에너지를 사용하여 의 출력을 생산하는데, 이는 127 대 1의 비율이다. MCF와는 대조적으로, 이 에너지는 시스템을 작동시키는 것뿐만 아니라 모든 반응을 시작하기 위해 공급되어야 한다.
ICF 옹호자들은 대체 "구동기"를 사용하여 이 비율을 최소 10배 이상 향상시킬 수 있다고 지적한다. ICF 시스템의 성능 향상을 이해하려고 할 때 흥미로운 것은 구동기의 성능이 아니라 핵융합 과정 자체의 성능이다. 따라서 ICF 장치의 Pheat는 연료에 실제로 도달하는 구동기 에너지의 양으로 정의하는 것이 일반적이며, NIF의 경우 약 이다. 이러한 Pheat 정의를 사용하면 Q가 1.5가 된다. 이는 궁극적으로 MCF에서 사용되는 정의와 동일하지만, 이러한 시스템에서는 상류 손실이 더 작아서 구분이 필요하지 않다.
이러한 구분을 명확히 하기 위해, 현대 문헌에서는 이 정의를 과학적 손익분기점, Qsci 또는 때때로 Qplasma라고 부르며, 유사한 용어와 대조를 이룬다.
외삽적 손익분기점.
1950년대 이래로 대부분의 상업용 핵융합 반응기 설계는 주요 연료로 중수소와 삼중수소의 혼합물을 기반으로 해왔다. 다른 연료들도 매력적인 특징을 가지고 있지만 점화하기가 훨씬 더 어렵다. 삼중수소는 방사성이며, 생물학적으로 활성이 높고, 이동성이 매우 높아 상당한 안전 문제를 야기하며 그러한 반응기의 설계 및 운영 비용을 증가시킨다.
비용을 절감하기 위해 많은 실험 장치들이 삼중수소를 제외하고 수소 또는 중수소만으로 시험 연료를 사용하여 작동하도록 설계되었다. 이 경우, 외삽적 손익분기점, Qext는 수소 또는 중수소만으로 작동할 때의 성능을 바탕으로 D-T 연료로 작동할 때의 예상 성능을 정의하는 데 사용된다.
외삽적 손익분기점 기록은 과학적 손익분기점 기록보다 약간 더 높다. JET와 JT-60 모두 D-D 연료로 작동할 때 약 1.25의 값을 달성했다(자세한 내용은 아래 참조). JET에서만 가능한 D-T로 작동할 때, 최대 성능은 외삽 값의 약 절반이다.
공학적 손익분기점.
또 다른 관련 용어인 공학적 손익분기점은 출처에 따라 QE, Qeng 또는 Qtotal로 표기되며, 반응기에서 에너지를 추출하고 이를 전기 에너지로 전환하여 그 일부를 가열 시스템으로 다시 공급해야 하는 필요성을 고려한다. 핵융합 발전에서 생산된 전기를 가열 시스템으로 다시 보내는 이러한 폐쇄 루프를 재순환이라고 한다. 이 경우, 기본 정의는 이러한 과정의 효율성을 고려하기 위해 Pfus 측면에 추가 항을 추가하여 변경된다.
D-T 반응은 대부분의 에너지를 중성자 형태로 방출하고 소량의 에너지를 알파 입자와 같은 하전 입자 형태로 방출한다. 중성자는 전기적으로 중성이므로 에너지 플라스마에 다시 에너지를 축적하기 전에 플라스마 밖으로 이동한다. 이는 반응에서 나오는 하전 입자만이 연료 질량 내에서 포획되어 자체 가열을 유발할 수 있다는 것을 의미한다. 하전 입자로 방출되는 에너지의 비율이 fch이면, 이 입자들의 전력은 Pch = fchPfus이다. 이 자체 가열 과정이 완벽하여 Pch의 모든 에너지가 연료에 포획된다면, 전력 생산에 사용할 수 있는 전력은 그 형태로 방출되지 않는 전력, 즉 (1 − fch)Pfus이다.
중성자가 대부분의 실질적인 에너지를 운반하는 D-T 연료의 경우, 이 중성자 에너지는 일반적으로 반응로에 연료를 공급하는 데 사용되는 더 많은 삼중수소를 생산하는 리튬 "블랑켓"에 포획된다. 다양한 발열 반응 및 흡열 반응으로 인해 블랑켓은 동력 이득 인자 MR을 가질 수 있다. MR은 일반적으로 1.1에서 1.3 정도이며, 이는 또한 소량의 에너지를 생산한다는 의미이다. 최종 결과, 즉 환경으로 방출되어 에너지 생산에 사용할 수 있는 총 에너지량은 PR, 즉 반응로의 순 전력 출력이라고 한다.
이어서 블랭킷은 냉각되고 냉각 유체는 재래식 증기 터빈과 발전기를 구동하는 열교환기에 사용된다. 그 전기는 다시 가열 시스템으로 공급된다. 발전 사슬의 각 단계에는 고려해야 할 효율성이 있다. 플라스마 가열 시스템의 경우, formula_1는 60~70% 정도이고, 랭킨 사이클을 기반으로 하는 현대 발전기 시스템은 formula_2가 약 35~40%이다. 이를 종합하면 전체 전력 변환 루프의 순 효율 formula_3는 약 0.20~0.25가 된다. 즉, formula_4의 약 20~25%가 재순환될 수 있다.
따라서 공학적 손익분기점에 도달하는 데 필요한 핵융합 에너지 이득 계수는 다음과 같이 정의된다.
formula_6가 어떻게 사용되는지 이해하려면, 20 MW에서 Q = 2로 작동하는 반응기를 고려해 보자. 20 MW에서 Q = 2는 Pheat가 10 MW임을 의미한다. 원래 20 MW 중 약 20%는 알파 입자이므로, 완전 포획을 가정하면 4 MW의 Pheat가 자체 공급된다. 총 10 MW의 가열이 필요하고 그 중 4 MW는 알파 입자를 통해 얻으므로 6 MW의 추가 동력이 필요하다. 원래 20 MW 출력 중 4 MW는 연료에 남아 있으므로 순 출력은 16 MW이다. 블랭킷에 대한 MR을 1.15로 사용하면 PR은 약 18.4 MW가 된다. 좋은 formula_3를 0.25로 가정하면 24 MW PR이 필요하므로, Q = 2인 반응기는 공학적 손익분기점에 도달할 수 없다. Q = 4에서는 5 MW의 가열이 필요하며, 이 중 4 MW는 핵융합에서 나오므로 1 MW의 외부 동력이 필요하다. 이는 18.4 MW의 순 출력으로 쉽게 생성될 수 있다. 따라서 이 이론적 설계의 QE는 2에서 4 사이이다.
실제 손실과 효율을 고려할 때, 자기 구속 장치가 formula_8에 도달하기 위해서는 일반적으로 5에서 8 사이의 Q 값이 나열되며, 관성 장치는 formula_9 값이 훨씬 낮아 50에서 100 정도의 훨씬 더 높은 Q 값이 필요하다.
플라스마 온도가 증가함에 따라 핵융합 반응 속도가 빠르게 증가하고, 이에 따라 자체 가열 속도도 증가한다. 이와 대조적으로 X선과 같이 포획할 수 없는 에너지 손실은 같은 속도로 증가하지 않는다. 따라서 전반적으로 자체 가열 과정은 온도가 증가할수록 효율적이 되고, 플라스마를 뜨겁게 유지하는 데 필요한 외부 에너지 양은 줄어든다.
결국 Pheat는 0에 도달하는데, 즉 플라스마를 작동 온도로 유지하는 데 필요한 모든 에너지가 자체 가열에 의해 공급되고, 추가되어야 하는 외부 에너지의 양은 0으로 떨어진다. 이 지점을 점화라고 한다. D-T 연료의 경우, 에너지의 20%만이 자체 가열을 유발하는 알파 입자로 방출되므로, 플라스마가 작동 온도를 유지하는 데 필요한 전력의 최소 5배를 방출할 때까지는 점화가 일어날 수 없다.
점화는 정의상 무한 Q에 해당하지만, 시스템 내의 자석이나 냉각 시스템과 같은 다른 전력 소스에는 여전히 전력이 공급되어야 하므로 frecirc가 0으로 떨어진다는 의미는 아니다. 그러나 일반적으로 이러한 것들은 히터의 에너지보다 훨씬 작고 훨씬 작은 frecirc를 필요로 한다. 더 중요한 것은 이 숫자가 거의 일정할 가능성이 더 높다는 것인데, 이는 플라스마 성능의 추가적인 개선이 재순환과는 달리 상업적 발전에 직접 사용될 수 있는 더 많은 에너지로 이어진다는 것을 의미한다.
상업적 손익분기점.
손익분기점의 마지막 정의는 상업적 손익분기점으로, 재순환 후 남은 순 전기 에너지의 경제적 가치가 반응기 및 삼중수소와 중수소와 같은 반응물을 반응기로 수집 및 운반하는 모든 프로세스 비용을 지불하기에 충분할 때 발생한다. 이 값은 반응기의 자본 비용과 관련된 금융 비용, 연료 및 유지보수를 포함한 운영 비용, 그리고 전기 에너지의 현물 가격에 따라 달라진다.
상업적 손익분기점은 반응기 자체의 기술 외적인 요인에 의존하며, 완전히 점화된 플라스마로 공학적 손익분기점을 훨씬 넘어 작동하는 반응기조차도 스스로 비용을 지불할 만큼 충분한 전기를 빠르게 생산하지 못할 수도 있다. ITER와 같은 주요 개념 중 어떤 것이 이 목표에 도달할 수 있는지 여부는 해당 분야에서 논쟁 중이다. 이러한 논쟁의 큰 이유는 현재 기술의 부족과 현재 단계에서 이 분야에 대한 관심과 자금 부족이다. 과학자들은 핵융합 과정에서 양의 에너지 이득을 얻는 지점에 이제 막 도달했으며, 이는 핵융합 과정을 시작하는 데 필요한 에너지보다 생산되는 에너지가 약간 더 많다는 것을 의미한다. 핵물리학자들은 핵융합 반응에서 추출할 수 있는 최대 에너지 양이 있다고 확신하지만, 현재 그 최대 양은 알려져 있지 않다. 충분한 투자가 있다면 Q를 증가시키고 에너지와 이익을 확실히 증가시키는 것이 가능하지만, 그것이 상업적 손익분기점에 도달하기에 충분하다는 것을 의미하지는 않는다.
현재 연구되고 있는 대부분의 핵융합 반응기 설계는 D-T 반응을 기반으로 하는데, 이는 지금까지 점화하기 가장 쉽고 에너지 밀도가 높기 때문이다. 이 반응은 대부분의 에너지를 고에너지 중성자 형태로 방출하고, 20%만 알파 입자 형태로 방출한다. 따라서 D-T 반응의 경우 fch = 0.2이다. 이는 자체 가열이 최소 Q = 5에 도달할 때까지 외부 가열과 같아지지 않는다는 것을 의미한다.
효율 값은 설계 세부 사항에 따라 달라지지만, ηheat = 0.7(70%) 및 ηelec = 0.4(40%) 범위에 있을 수 있다. 핵융합 반응기의 목적은 전력을 재순환하는 것이 아니라 생산하는 것이므로, 실용적인 반응기는 대략 frecirc = 0.2를 가져야 한다. 더 낮으면 좋겠지만 달성하기는 어려울 것이다. 이러한 값을 사용하면 실용적인 반응기에 대해 Q = 22임을 알 수 있다.
이러한 값을 사용하고 ITER를 고려하면, 반응기는 50 MW의 공급 전력으로 500 MW의 핵융합 전력을 생산한다. 만약 출력의 20%가 자체 가열이라면 400 MW는 유출된다. 동일한 ηheat = 0.7 및 ηelec = 0.4를 가정하면, ITER는 (이론적으로) 최대 112 MW의 전력을 생산할 수 있다. 이는 ITER가 공학적 손익분기점에서 작동할 것임을 의미한다. 그러나 ITER는 전력 추출 시스템을 갖추고 있지 않으므로, 이는 DEMO와 같은 후속 기기가 나올 때까지 이론적인 상태로 남는다.
과도 상태와 지속 상태.
초기 핵융합 장치 중 상당수는 자기 봉입 시스템에 동력을 공급하기 위해 일종의 펄스 동력원을 사용하면서 봉입으로 인한 압축을 가열원으로 사용하여 수 마이크로초 동안 작동했다. 로슨은 이 맥락에서 손익분기점을 전체 반응 주기에서 방출된 총 에너지와 같은 주기 동안 장치에 공급된 총 에너지를 비교하여 정의했다.
시간이 지나면서 성능이 몇 배 향상됨에 따라 반응 시간은 마이크로초에서 초로 연장되었으며, ITER는 몇 분 동안 작동하는 샷을 갖도록 설계되었다. 이 경우 "전체 반응 주기"의 정의가 모호해진다. 예를 들어, 점화된 플라스마의 경우 시스템이 설정되는 동안 Pheat가 상당히 높을 수 있고, 완전히 개발되면 0으로 떨어질 수 있으므로, 최상의 작동 시점을 선택하여 높은 또는 무한한 Q를 결정하고 싶을 수 있다. 이러한 경우 더 나은 해결책은 원래 정의와 유사한 값을 생성하기 위해 반응 전체에 걸쳐 평균을 내는 원래 로슨 정의를 사용하는 것이다.
추가적인 합병증이 있다. 시스템이 작동 조건으로 상승하는 가열 단계 동안, 핵융합 반응으로 방출되는 에너지의 일부는 주변 연료를 가열하는 데 사용되며, 따라서 환경으로 방출되지 않는다. 플라스마가 작동 온도에 도달하고 열 평형 상태에 들어가면 더 이상 그렇지 않다. 따라서 전체 주기에 걸쳐 평균을 내면, 이 에너지는 가열 항의 일부로 포함될 것이다. 즉, 가열을 위해 포획된 에너지의 일부는 그렇지 않았다면 Pfus로 방출되었을 것이며, 따라서 작동 Q를 나타내지 않는다.
JET 반응로 운영자들은 이 입력값을 총계에서 제거해야 한다고 주장했다.
즉, Ptemp는 플라스마의 내부 에너지를 높이는 데 적용된 동력이다. JET의 기록적인 0.67 값을 보고할 때 사용된 정의는 이것이었다.
이 정의에 대한 논쟁은 계속되고 있다. 1998년, JT-60 운영자들은 D-D 연료로 작동하여 Q = 1.25에 도달했다고 주장하며, 외삽적 손익분기점에 도달했다고 밝혔다. 이 측정은 JET의 Q* 정의를 기반으로 했다. 이 정의를 사용하면 JET도 얼마 전 외삽적 손익분기점에 도달했었다. 이러한 조건에서의 에너지 균형과 이전 기기 분석을 고려하면 원래 정의를 사용해야 한다고 주장하며, 따라서 두 기기 모두 어떤 종류의 손익분기점에도 훨씬 미치지 못한다.
NIF의 과학적 손익분기점.
ICF 연구의 선두 주자인 로렌스 리버모어 국립연구소(LLNL)는 Pheat를 외부 전원에서 구동기에 투입된 에너지와는 반대로, 구동기가 캡슐에 전달한 에너지로 정의하는 수정된 Q를 사용한다. 이 정의는 훨씬 더 높은 Q 값을 생성하며, 손익분기점의 정의를 Pfus / Plaser = 1로 변경한다. 때때로 그들은 이 정의를 "과학적 손익분기점"이라고 불렀다. 이 용어는 보편적으로 사용되지 않았고, 다른 그룹들은 Q의 재정의를 채택했지만 Pfus = Plaser를 단순히 손익분기점이라고 계속 불렀다.
2013년 10월 7일, LLNL은 약 일주일 전인 9월 29일에 국립점화시설(NIF)에서 과학적 손익분기점을 달성했다고 발표했다. 이 실험에서 Pfus는 약 14 kJ였고, 레이저 출력은 1.8 MJ였다. 이전 정의에 따르면 이는 Q가 0.0077이 될 것이다. 이 보도 자료에서는 Pheat를 "연료의 가장 뜨거운 부분"에 전달된 에너지량으로만 다시 정의했으며, 원래 레이저 에너지 중 10 kJ만이 핵융합 반응이 일어나는 연료 부분에 도달했다고 계산했다. 이 발표는 해당 분야에서 심하게 비판받았다.
2021년 8월 17일, NIF는 2021년 8월 초에 한 실험에서 캡슐에 1.9 MJ의 레이저 에너지를 집중시켜 1.35 MJ의 에너지를 생산하여 Q 값 0.7을 달성했다고 발표했다. 이 결과는 이전 에너지 출력보다 8배 증가한 것이었다.
2022년 12월 13일, 미국 에너지부는 NIF가 2022년 12월 5일에 이전에 달성하기 어려웠던 Q ≥ 1 이정표를 초과 달성했다고 발표했다. 이는 목표에 2.05 MJ를 전달한 후 3.15 MJ를 생산하여 Q가 1.54에 해당하는 값을 얻음으로써 달성되었다.
그라이젠-자체핀-쿠즈민 한계(Greisen–Zatsepin–Kuzmin limit) 또는 GZK 한계(GZK limit) 또는 GZK 컷오프(GZK cutoff)는 다른 은하계에서 우리 은하계까지 성간 매질을 통과하여 이동하는 우주선 양성자의 에너지에 대한 이론적인 상한이다. 이 한계는 (50 EeV) 또는 약 8 줄이다 (빛의 속도의 ≈ %로 이동하는 양성자의 에너지). 이 한계는 장거리(≈ 1억 6천만 광년)에 걸쳐 양성자가 마이크로파 배경 복사와 상호작용하는 감속 효과에 의해 설정된다. 이 한계는 우주선이 실험적으로 감지된 에너지의 상한과 같은 정도의 크기이지만, 아래에서 언급된 바와 같이 일부 감지는 이 한계를 초과한 것으로 보인다. 예를 들어, 오마이갓 입자라고 불리는 하나의 초고에너지 우주선은 기록적인 (50 줄)의 에너지를 가진 것으로 밝혀졌다 (95 km/h 야구공의 운동 에너지와 거의 동일).
과거에는 GZK 한계의 명백한 위반이 우주론자들과 이론 물리학자들에게 이 한계를 우회하는 다른 방법을 제시하도록 영감을 주었다. 이 이론들은 초고에너지 우주선이 우리 은하 근처에서 생성되거나, 로런츠 공변성이 양성자가 우리 은하로 가는 길에 에너지를 잃지 않는 방식으로 위반된다고 제안한다.
이 한계는 1966년 케네스 그라이젠, 게오르기 자체핀, 그리고 바딤 쿠즈민에 의해 우주선과 우주 마이크로파 배경 복사 (CMB)의 광자 사이의 상호작용을 기반으로 독립적으로 계산되었다. 그들은 의 임계 에너지 이상의 에너지를 가진 우주선이 우주 마이크로파 배경 광자 formula_1와 상호작용하여, 우주선의 속도로 상대적으로 청색편이되어 formula_2 공명을 통해 파이 중간자를 생성할 것이라고 예측했다.
이러한 방식으로 생성된 파이 중간자들은 표준 파이 중간자 채널로 붕괴된다. 최종적으로 중성 파이 중간자는 광자로, 양성 파이 중간자는 광자, 양전자 및 다양한 중성미자로 붕괴된다. 중성자 또한 비슷한 생성물로 붕괴되므로, 궁극적으로 모든 우주선 양성자의 에너지는 고에너지 광자 생성과 (일부 경우) 고에너지 전자-양전자 쌍 및 중성미자 쌍 생성에 의해 소모된다.
파이 중간자 생성 과정은 CMB와 충돌하는 양성자로부터의 일반적인 전자-양전자 쌍생성 (경입자 생성)보다 높은 에너지에서 시작된다. 경입자 생성은 약 의 우주선 양성자 에너지에서 시작된다. 그러나 파이 중간자 생성 사건은 우주선 양성자 에너지의 20%를 소모하는 반면, 전자-양전자 쌍 생성은 에너지의 0.1%만 소모한다.
이 라는 요소는 두 가지 원인에서 비롯된다. 파이 중간자는 경입자 질량의 약 ~130배에 불과하지만, 추가 에너지는 파이 중간자나 경입자의 다른 운동 에너지로 나타나고, 운동량 보존을 위해 더 무거운 생성물인 파이 중간자에게 상대적으로 더 많은 운동 에너지가 전달된다. 파이 중간자 생성으로 인한 훨씬 더 큰 총 에너지 손실은 파이 중간자 생성을 고에너지 우주선 이동을 제한하는 과정으로 만들며, 낮은 에너지 과정인 경입자 생성이 아니다.
파이 중간자 생성 과정은 우주선 에너지가 파이 중간자 생성 임계값 아래로 떨어질 때까지 계속된다. 이 상호작용과 관련된 평균 경로로 인해, ()보다 먼 거리를 이동하고 임계값보다 높은 에너지를 가진 초은하 우주선 양성자는 지구에서 관측되어서는 안 된다. 이 거리는 GZK 지평선으로도 알려져 있다.
정확한 GZK 한계는 이상의 에너지를 가진 초고에너지 우주선이 양성자라는 가정하에 도출된다. 가장 큰 우주선 관측소인 피에르 오제 관측소의 측정 결과에 따르면, 대부분의 초고에너지 우주선은 HZE 이온으로 알려진 무거운 원소이다. 이 경우, GZK 한계 뒤에 있는 논리는 원래의 단순한 형태로 적용되지 않는다. 그러나 그라이젠이 언급했듯이, 자이언트 쌍극자 공명 또한 대략 이 에너지 범위 (10 EeV/핵자)에서 발생하며, 매우 장거리 전파를 유사하게 제한한다.
GZK 역설.
가장 큰 우주선 실험인 아케노 거대 공기 샤워 배열 (AGASA), 고해상도 플라이즈 아이 우주선 탐지기, 피에르 오제 관측소 및 망원경 배열 프로젝트에 의해 GZK 한계 이상의 에너지를 가진 우주선이 나타나는 것으로 보이는 여러 관측이 이루어졌다.
이러한 관측은 현재 이해되고 있는 특수 상대성이론과 입자물리학의 예측과 모순되는 것으로 보인다. 그러나 이러한 불일치를 해결할 수 있는 여러 가지 가능한 설명이 있다.
약하게 상호작용하는 입자들.
또 다른 제안은 초고에너지 약하게 상호작용하는 입자 (예를 들어, 중성미자)를 포함하는데, 이들은 먼 거리에서 생성되어 나중에 국부적으로 반응하여 관측된 입자를 발생시킬 수 있다. 제안된 Z-폭발 모델에서, 초고에너지 우주 중성미자가 우리 은하의 유물 반중성미자와 충돌하여 강입자로 소멸된다. 이 과정은 (가상) Z-보손을 통해 진행된다.
이 과정의 단면적은 중성미자-반중성미자 쌍의 중심 질량 에너지가 Z-보손 질량과 같을 때 커진다 (이러한 단면적의 피크를 "공명"이라고 한다). 유물 반중성미자가 정지 상태에 있다고 가정하면, 입사하는 우주 중성미자의 에너지는 다음과 같아야 한다.
여기서 formula_7는 Z-보손의 질량이고, formula_8는 중성미자의 질량이다.
GZK 한계를 넘어서는 우주선에 대한 논쟁.
GZK 한계로 설명될 수 있는 우주선 플럭스의 억제는 최신 세대의 우주선 관측소에서 확인되었다. AGASA 실험의 이전 주장은 억제가 없다는 것이었지만 이는 번복되었다. 억제가 GZK 효과 때문인지에 대해서는 여전히 논란이 있다. GZK 한계는 초고에너지 우주선이 대부분 양성자일 경우에만 적용된다.
2007년 7월 멕시코 유카탄 메리다에서 열린 제30회 국제 우주선 학회에서 고해상도 플라이즈 아이 실험 (HiRes)과 피에르 오제 관측소 (Auger)는 초고에너지 우주선 (UHECR)에 대한 결과를 발표했다. HiRes는 UHECR 스펙트럼에서 적절한 에너지에서 억제를 관측했으며, 임계값 이상의 에너지에서 13개의 이벤트만을 관측했고, 억제가 없을 경우 43개의 이벤트를 예상했다. 이것은 GZK 한계의 첫 번째 관측으로 해석되었다. Auger는 플럭스 억제를 확인했지만 GZK 한계라고 주장하지는 않았다. AGASA 결과를 확인하는 데 필요한 30개 이벤트 대신, Auger는 단 두 개의 이벤트를 관측했으며, 이는 무거운 핵 이벤트로 추정된다. AGASA 실험에서 스펙트럼에서 억제를 발견하지 못했을 때 플럭스 억제는 이전에 의문이 제기되었다. 피에르 오제 협력의 전 대변인인 앨런 왓슨에 따르면, AGASA 결과는 에너지 할당의 체계적인 변화로 인해 부정확한 것으로 밝혀졌다.
2010년 및 그 이후에 피에르 오제 관측소와 HiRes는 다시 플럭스 억제를 확인했으며, 피에르 오제 관측소의 경우 그 효과는 20 표준 편차 수준에서 통계적으로 유의미하다.
플럭스 억제가 확립된 후, GZK 한계를 위반하는 우주선이 양성자인지에 대한 열띤 논쟁이 벌어졌다. 세계에서 가장 큰 관측소인 피에르 오제 관측소는 초고에너지 우주선이 순수한 양성자가 아니라 에너지 증가에 따라 더 무거워지는 원소들의 혼합이라는 것을 높은 통계적 유의성으로 발견했다.
HiRes 및 AGASA 협력의 구성원들이 공동으로 참여한 망원경 배열 프로젝트는 이러한 우주선이 양성자처럼 보인다는 이전 HiRes 결과에 동의한다. 그러나 이 주장은 통계적 유의성이 낮은 데이터에 기반한다. 망원경 배열이 다루는 면적은 피에르 오제 관측소가 다루는 면적의 약 3분의 1이며, 후자가 더 오랫동안 운영되었다.
논쟁은 2017년에 두 실험의 구성원들이 공동으로 구성한 실무 그룹이 제35회 국제 우주선 학회에서 보고서를 발표하면서 부분적으로 해결되었다. 보고서에 따르면, 원시 실험 결과는 서로 모순되지 않는다. 다른 해석은 주로 다른 이론 모델의 사용과 망원경 배열이 순수한 양성자 가설과 혼합 핵 가설을 구별하기에 충분한 이벤트를 아직 수집하지 못했다는 사실에 기반한다.
일본 실험 모듈의 익스트림 우주 관측소 (JEM-EUSO).
EUSO는 2009년 국제우주정거장 (ISS)에 발사될 예정이었으며, 대기 형광 기술을 사용하여 광대한 영역을 모니터링하고 UHECR의 통계를 상당히 높이도록 설계되었다. EUSO는 우주에서 UHECR 유발 대규모 공기 샤워 (EAS)에 대한 심층 조사를 수행하여 측정된 에너지 스펙트럼을 GZK 컷오프를 훨씬 넘어 확장할 것이다. 이는 UHECR의 기원을 찾고, UHECR 기원의 특성을 결정하며, UHECR의 도착 방향에 대한 전천 조사를 수행하고, 중성미자와 함께 극단 에너지 우주에 대한 천문학적 창을 열려고 노력할 것이다. NASA가 ISS의 조기 퇴역을 고려하고 있기 때문에 EUSO 관측소의 운명은 여전히 불분명하다.
페르미 감마선 우주 망원경.
2008년 6월에 발사된 페르미 감마선 우주 망원경 (이전 GLAST) 또한 이러한 불일치를 해결하는 데 도움이 되는 데이터를 제공할 것이다.
주식회사 아이윈()은 대한민국의 자동차 부품 기업으로, 자동차용 시트 히터, 통풍 시트, 발열 핸들 등 냉난방 제품을 주력으로 생산 및 판매하고 있다. 또한 시트 히터 제어를 위한 ECU 제조업도 영위하고 있다. 이 기업은 대한민국 내 주요 완성차 업체에 시트 히터를 90% 이상 공급하고 있으며, 해외 고객사도 다수 보유하고 있다. 특히 현대자동차와 기아의 전기차인 아이오닉 5와 EV6에 탄소나노튜브(CNT) 시트 히터 기술을 적용했으며, 전기차 난방장치인 PTC 히터를 대체할 CNT 면상발열체 기술도 개발 중이다. 주요 종속기업으로는 (주)씨텍시스템이 있으며, 미국, 슬로바키아, 중국에 판매법인, 베트남에 생산공장을 운영하고 있다.
1999년 2월 6일 설립되어 2006년 10월부로 코스닥 시장에 상장하였다.
2010년 7월 21일, 본점을 경상남도 양산시 소주동 270에서 부산광역시 기장군 장안읍 장안산단9로 110으로 이전하였다.
2022년 4월, 아이윈플러스를 인수하였다.
2023년 연결기준 매출액은 1,082억 원, 영업이익은 63억 원을 기록했다.
2024년 상반기 연결기준 매출액은 590억 원, 영업이익은 54억 원을 기록하며 전년 동기 대비 각각 4.9%, 28.9% 상승했으며, 당기순이익은 흑자 전환에 성공했다.
이 목록은 크기 정도로 정리된 다양한 에너지를 줄(J)로 비교한 것이다.
우라칸은 마야 신화의 폭풍의 신이다. 현대 스페인어에서 huracán은 허리케인을 의미한다.
우라칸(Huracan)은 다음을 의미한다.
이 문서는 다양한 상황에서 발생하는 가속도의 예시를 나열한다. 이들은 크기 정도로 분류된다.
데이터의 크기 정도는 엄격하게 표준을 준수하는 정보의 단위와 비트 (단위) 및 바이트의 배수로 십진 스케일링으로 지정하거나, 1990년대에 새로운 이진 접두어가 정의될 때까지 컴퓨팅에서 흔히 사용되었던 몇 가지 승수 접두사를 이진 해석으로 역사적으로 흔히 사용되는 방식으로 지정할 수 있다.
바이트는 정보 시대의 대부분 동안 여러 비트 (단위)를 참조하는 데 일반적으로 사용되는 측정 단위였다. 컴퓨터 초창기에는 관습과 컴퓨터 하드웨어 설계에 따라 다양한 수의 비트에 사용되었지만, 오늘날에는 8비트를 의미한다. 8비트에 대한 더 정확하지만 덜 일반적으로 사용되는 이름은 옥텟 (컴퓨팅)이다.
일반적으로 십진법 SI 접두어 (예: 킬로-)는 비트 및 바이트와 함께 더 큰 크기를 표현하는 데 사용된다(킬로비트, 킬로바이트). 그러나 이 접두어는 십진법이고 이진 하드웨어 크기는 일반적으로 이진법이므로 이는 일반적으로 부정확하다. 관례적으로 각 미터법 접두어 1000n은 이진 배수 1024n의 근사치를 의미하는 데 사용된다. 종종 이 구별은 암시적이므로 미터법 접두어 사용은 혼란을 야기할 수 있다. IEC 이진 접두어 (예: 키비-)는 하드웨어 크기를 정확하게 설명할 수 있지만 일반적으로 사용되지 않는다.
이 페이지는 완전히 동등하지 않은 두 가지 종류의 엔트로피를 참조한다. 비교를 위해 아보가드로 상수는 탄소-12 동위원소 12그램에 있는 원자의 수를 기준으로 몰당 개이다. 열역학 및 정보 이론의 엔트로피를 참조하라.
서로 다른 크기 정도를 비교하는 데 도움이 되도록 다음 목록은 약 2.2 m/s와 3.0 m/s(빛의 속력) 사이의 다양한 속력 수준을 설명한다. 굵게 표시된 값은 정확하다.
이 표는 다양한 물체와 단위를 부피의 크기 정도에 따라 나열한다.
서로 다른 크기 정도를 비교하기 위해 다음 목록은 10−67 킬로그램(kg)에서 1052 kg 사이의 다양한 질량 수준을 설명한다. 여기에 나열된 가장 질량이 작은 것은 중력자이고, 가장 질량이 큰 것은 관측 가능한 우주이다. 일반적으로 질량이 큰 물체는 더 큰 무게를 가지며(참조: 질량과 무게), 특히 물체가 동일한 중력장 세기의 영향을 받을 때 그렇다.
위 표는 국제단위계(SI)의 질량 기본 단위인 킬로그램을 기준으로 한다. 킬로그램은 SI 접두어(킬로-)를 이름의 일부로 포함하는 유일한 표준 단위이다. 그램(10−3 kg)은 SI 질량 유도 단위이다. 그러나 모든 SI 질량 단위의 이름은 킬로그램이 아닌 그램을 기반으로 한다. 따라서 103 kg은 메가그램(106 g)이지, *킬로킬로그램이 아니다.
미터톤(t)은 메가그램(Mg)과 같거나 103 kg과 같은 SI 호환 질량 단위이다. 이 단위는 약 103 kg 이상의 질량에 일반적으로 사용되며 SI 접두어와 함께 자주 사용된다. 예를 들어, 기가그램(Gg) 또는 109 g은 103 미터톤이며, 일반적으로 킬로톤이라고 불린다.
다른 질량 단위도 사용된다. 역사적 단위로는 스톤, 파운드, 캐럿, 그레인 등이 있다.
아원자 입자의 경우 물리학자들은 전자볼트(eV)의 질량 등가물을 사용한다. 원자 수준에서 화학자들은 탄소-12 원자 질량의 12분의 1(데카톤)을 사용한다. 천문학자들은 태양의 질량()을 사용한다.
가장 질량이 작은 것들: 10−24 kg 미만.
다른 물리량과 달리 질량-에너지에는 미리 예상되는 최소량이나 전하의 경우처럼 관찰된 기본 양자가 없다. 플랑크 법칙은 임의로 낮은 에너지를 가진 광자의 존재를 허용한다. 결과적으로, 질량이 없는 것으로 추정되는 입자의 질량에는 항상 실험적인 상한선만 있을 수 있다. 광자의 경우, 확인된 이 상한선은 = 정도이다.
하나의 데케이드(decade, 기호 dec)는 로그 눈금에서 비율을 측정하는 단위로, 한 데케이드는 두 숫자 사이의 10의 비율에 해당한다.
예시: 과학적 기수법.
0.007과 같은 실수가 로 표시될 때, 이 숫자는 과학적 기수법으로 표현되었다고 말한다. 더 일반적으로, 숫자를 형태로 쓰는 것은, 여기서 이고 b는 정수이며, 이를 과학적 기수법으로 표현하는 것이고, a는 유효숫자 또는 가수라고 불리며 b는 지수이다. 지수가 b와 같은 방식으로 표현할 수 있는 숫자들은 부터 까지 한 데케이드를 아우른다.
주파수 측정.
데케이드는 오디오 증폭기 및 전자 필터와 같은 전자 시스템의 주파수 응답을 설명할 때 특히 유용하다.
데케이드의 10배 인수는 양방향으로 적용될 수 있다. 즉, 100 Hz에서 한 데케이드 위는 1000 Hz이고, 한 데케이드 아래는 10 Hz이다. 중요한 것은 사용된 단위가 아니라 10배 인수이므로, 31.4 rad/s에서 는 한 데케이드 아래이다.
두 주파수 (f1과 f2) 사이의 데케이드 수를 결정하려면 두 값의 비율의 로그를 사용한다.
또는 자연로그를 사용하여:
원래 주파수에서 특정 데케이드 수만큼 떨어진 주파수를 찾으려면 10의 적절한 거듭제곱을 곱한다.
데케이드당 특정 주파수 단계의 크기를 찾으려면 10을 단계 수의 역수만큼 거듭제곱한다.
그래픽 표현 및 분석.
단위 단계(1단계) 또는 다른 선형 눈금 대신 로그 눈금의 데케이드는 보드 선도와 같이 전자 회로의 주파수 응답을 그래픽 형태로 나타낼 때 가로축에 일반적으로 사용된다. 이는 넓은 주파수 범위를 선형 눈금으로 나타내는 것이 비실용적인 경우가 많기 때문이다. 예를 들어, 오디오 증폭기는 일반적으로 20 Hz에서 20 kHz에 이르는 주파수 대역을 가지며, 전체 대역을 데케이드 로그 눈금을 사용하여 나타내는 것이 매우 편리하다. 일반적으로 이러한 표현을 위한 그래프는 1 Hz(100 Hz)에서 시작하여 100 kHz(105 Hz)까지 올라가서 표준 크기의 모눈종이에 전체 오디오 대역을 편안하게 포함할 수 있도록 한다. 아래 그림과 같다. 반면 선형 눈금에서는 동일한 거리에서 주요 단계 크기를 10으로 하면 0에서 50까지만 나타낼 수 있다.
전자 주파수 응답은 종종 "데케이드당"이라는 용어로 설명된다. 예시 보드 선도는 스톱밴드에서 -20 dB/dec의 기울기를 보여주는데, 이는 주파수가 10배 증가할 때마다(그림에서 10 rad/s에서 100 rad/s로 이동할 때), 이득이 20 dB 감소한다는 것을 의미한다.
미시 규모(microscopic scale)는 육안으로 쉽게 볼 수 있는 것보다 작은 물체와 사건의 규모로, 명확하게 보려면 렌즈나 현미경이 필요하다. 물리학에서 미시 규모는 때때로 거시 규모와 양자 규모 사이의 규모로 간주되기도 한다. 미시적 단위와 측정은 매우 작은 물체를 분류하고 설명하는 데 사용된다. 일반적인 미시적 길이 단위는 마이크로미터(또는 미크론이라고도 함)(기호: μm)이며, 이는 미터의 백만분의 일이다.
복합 현미경은 1590년대에 처음 개발되었지만, 미시 규모의 중요성은 1600년대에 마르첼로 말피기와 안토니 판 레이우엔훅이 개구리 폐와 미생물을 현미경으로 관찰하면서 비로소 확립되었다. 미생물학이 정립되면서 미시적 수준에서 과학적 관찰을 하는 것의 중요성이 커졌다.
1665년에 출판된 로버트 훅의 책 마이크로그라피아는 그가 개발한 복합 현미경을 통해 가능했던 화석 곤충, 해면, 식물을 포함한 그의 미시적 관찰을 상세히 설명한다. 그는 코르크를 연구하는 동안 식물 세포를 발견하고 '세포'라는 용어를 만들었다.
마이크로 접두사가 사용되기 전, 1795년에 국제 미터법에 센티와 같은 다른 용어들이 포함되었는데, 이는 10-2의 계수를 나타냈고, 밀리는 10-3의 계수를 나타냈다.
시간이 지나면서 미시 규모에서 이루어지는 측정의 중요성이 커졌고, 1844년 시계 제조업체 소유주인 앙투안 르쿨트르(Antoine LeCoultre)는 밀리오노미터(Millionometre)라는 기구를 개발했다. 이 기구는 마이크로미터 단위까지 물체를 정밀하게 측정할 수 있었다.
영국 과학 진흥 협회 위원회는 1873년에 새로 설립된 CGS 단위계에 마이크로 접두사를 포함시켰다.
마이크로 접두사는 1960년에 공식 국제단위계에 최종적으로 추가되었는데, 이는 10-6의 계수를 나타내며 훨씬 더 작은 수준에서 이루어지는 측정을 인정하는 것이었다.
관례상 미시 규모는 너무 작아서 볼 수 없지만 일부는 눈으로 관찰할 수 있을 정도로 큰 물체의 분류도 포함한다. 그러한 집단에는 물벼룩, 쉽게 관찰할 수 있는 좁쌀공말과 같은 플랑크톤성 녹조류, 그리고 나팔벌레와 같이 도움 없이도 쉽게 볼 수 있는 원생동물이 포함된다.
아미세 규모는 마찬가지로 광학 현미경으로 볼 수 없을 정도로 작은 물체를 포함한다.
열역학 및 통계역학에서 미시적 규모는 열역학적 시스템의 정확한 상태를 측정하거나 직접 관찰하지 않는 규모로, 이러한 시스템의 세부적인 상태를 미시 상태라고 한다. 우리는 대신 거시 규모에서 열역학적 변수를 측정하는데, 이를 거시 상태라고 한다.
미시 규모의 수준.
미시 규모는 육안으로는 볼 수 없지만 현미경으로 볼 수 있는 모든 물체를 포함하므로, 이 규모에 속하는 물체의 범위는 투과 전자 현미경으로 볼 수 있는 원자만큼 작을 수 있다. 현미경 종류는 종종 메커니즘과 적용에 따라 구분되며, 크게 두 가지 일반적인 범주로 나눌 수 있다.
광학 현미경.
광학 현미경 중에서는 사용되는 대물렌즈가 볼 수 있는 물체의 크기를 결정한다. 이러한 다양한 대물렌즈는 현미경의 해상력을 변경할 수 있으며, 이는 현미경 렌즈를 통해 두 개의 분리된 물체를 구별할 수 있는 가장 짧은 거리를 결정한다. 두 물체 간의 해상도는 개인마다 다르다는 점이 중요하지만, 대물렌즈의 강도는 정량화할 수 있다.
1660년대, 안토니 판 레이우엔훅은 얇은 두 개의 황동판 사이에 단일 구형 렌즈를 장착한 단순 현미경을 고안했다. 렌즈의 품질에 따라 70배에서 250배까지 확대가 가능했다. 검사할 표본은 미세한 나사산이 있는 막대 끝에 장착되었다.
복합 광학 현미경은 짧은 초점 거리의 대물렌즈를 사용하여 실상을 생성하고, 이를 더 긴 초점 거리의 접안렌즈를 사용하여 관찰한다. 표준 튜브 길이에 장착된 대물렌즈와 접안렌즈의 초점 거리 비율은 시스템의 대략적인 배율을 제공한다. 복합 현미경은 설계상 단순 현미경에 비해 해상력과 대비가 향상되었으며, 세포와 그 유기체의 구조, 모양 및 운동성을 관찰하는 데 사용될 수 있으며, 이는 0.1 마이크로미터만큼 작을 수 있다.
전자 현미경.
전자 현미경은 여전히 복합 현미경의 한 형태이지만, 물체를 비추기 위해 전자 빔을 사용하는 방식이 복합 광학 현미경과 메커니즘적으로 상당히 다르기 때문에 훨씬 더 높은 해상력을 가지며, 광학 현미경보다 약 10,000배 더 높은 배율을 제공한다. 이를 통해 0.001 마이크로미터만큼 작은 원자와 같은 물체를 관찰할 수 있다.
법의학 수사에서 혈액, 지문, 섬유와 같은 범죄 현장의 미세증거는 현미경으로 면밀히 조사될 수 있으며, 심지어 흔적의 나이를 결정하는 정도까지 가능하다. 다른 표본과 함께 생물학적 흔적은 특정 위치에 있었던 개인을 혈액에서 발견된 세포까지 정확하게 식별하는 데 사용될 수 있다.
보석의 금전적 가치를 결정할 때, 보석학의 다양한 직업은 보석의 미시적 물리적 및 광학적 특성을 체계적으로 관찰해야 한다. 이는 이러한 품질을 평가하기 위해 입체 현미경을 사용하는 것을 포함하며, 결국 각 개별 보석의 가치를 결정하는 데 사용된다. 이는 금 및 기타 금속의 평가에서도 유사하게 수행될 수 있다.
도로 재료를 평가할 때, 기반 시설의 미시적 구성은 도로의 수명과 안전, 그리고 다양한 위치의 요구 사항을 결정하는 데 필수적이다. 투수성, 구조적 안정성, 내열성과 같은 화학적 특성이 포장 혼합물에 사용되는 다양한 재료의 성능에 영향을 미치므로, 해당 지역의 교통량, 날씨, 공급 및 예산에 따라 도로를 건설할 때 이러한 요소들이 고려된다.
의학에서 진단은 환자의 생검 표본, 예를 들어 암세포를 현미경으로 관찰하여 이루어질 수 있다. 병리학 및 세포학 보고서에는 현미경, 조직화학 염색 또는 유세포 분석을 사용하여 수행된 분석으로 구성된 미시적 설명이 포함된다. 이러한 방법은 질병 조직의 구조와 질병의 심각성을 결정할 수 있으며, 질병의 미시적 징후를 식별하여 조기 발견이 가능하다.
실험실에서의 미시 규모.
미시 규모의 사용은 과학 분야에서 많은 역할과 목적을 가지고 있지만, 미시적으로 관찰된 많은 생화학적 패턴은 인간의 삶이 기능하고 살아가는 데 미시적 구조에 어떻게 의존하는지에 대한 이해에 크게 기여했다.
창립 실험.
안토니 판 레이우엔훅은 현미경 발명에 기여했을 뿐만 아니라 "미생물학의 아버지"라고도 불린다. 이는 박테리아와 정자와 같은 단세포 생물, 그리고 근섬유와 모세혈관과 같은 미시적 인체 조직의 초기 관찰 및 문서화에 크게 기여했기 때문이다.
인간 세포.
에너지 조절 미토콘드리아의 유전적 조작이 미시적 원리에 따라 수행되어 유기체의 수명을 연장하고, 파킨슨병, 알츠하이머병, 다발성 경화증과 같은 인간의 노화 관련 문제를 해결하는 것으로 밝혀졌다. 미토콘드리아가 생성하는 에너지 생산물의 양을 늘림으로써 세포의 수명, 그리고 유기체의 수명이 증가한다.
DNA 이질염색질 동원체 내 점들의 공간 분포에 대한 미시적 분석은 세포 체세포 분열의 간기 단계를 거치는 핵 내 염색체 동원체 영역의 역할을 강조한다. 이러한 미시적 관찰은 체세포 분열 중 동원체의 무작위적이지 않은 분포와 정밀한 구조가 암세포에서도 성공적인 세포 기능과 성장에 중요한 기여를 한다는 것을 시사한다.
화학 및 물리학.
우주의 엔트로피와 무질서는 열역학 법칙의 제2법칙과 제3법칙을 참조하여 미시적 규모에서 관찰할 수 있다. 어떤 경우에는 팽창하는 기체 분자 용기 내의 엔트로피 변화를 계산하고 이를 환경 및 우주의 엔트로피 변화와 관련시키는 것을 포함할 수 있다.
생태학자들은 환경 내 미시적 특징을 식별하여 시간 경과에 따른 생태계의 상태를 모니터링한다. 여기에는 섬모충과 같은 미생물의 온도 및 내성, 그리고 다른 원생동물과의 상호작용이 포함된다. 또한, 해당 생태계의 물 샘플에서 미생물의 움직임과 운동성 같은 미시적 요인도 관찰할 수 있다.
지질학의 분야는 지구의 구조를 미시적 수준에서 연구하는 것을 포함한다. 암석의 물리적 특성이 기록되며, 암석기재학에서는 암석의 미시적 세부 사항을 검토하는 데 특별히 중점을 둔다. 주사 전자 현미경과 유사하게, 전자 미세 탐침은 암석학에서 암석이 형성되는 조건을 관찰하는 데 사용될 수 있으며, 이는 이러한 표본의 기원에 대한 정보를 제공할 수 있다. 구조지질학에서는 암석 현미경을 통해 암석 미세구조를 연구하여 판 구조론과 같은 지질학적 특징이 지진 및 지하수 이동 가능성에 어떻게 영향을 미치는지 결정할 수 있다.
현미경 기술의 발전과 함께 현미경 기술의 결과로 다른 지식 분야에서도 발견이 이루어졌다.
알츠하이머병과 파킨슨병.
형광 태깅과 함께 새로운 광학 현미경 기술을 통해 단일 아밀로이드 단백질의 분자 세부 사항과 알츠하이머병 및 파킨슨병과의 관계를 연구할 수 있다.
원자현미경.
광학 현미경의 다른 개선점으로는 서브파장, 나노 크기 물체를 볼 수 있는 능력이 포함된다. 원자현미경을 통한 나노스케일 이미징도 세포막과 같은 소량의 복잡한 물체를 더욱 정밀하게 관찰할 수 있도록 개선되었다.
화학 시스템에서 발견된 일관된 미시적 패턴은 특정 물질이 엔트로피 환경에 대한 복원력을 가지고 있다는 아이디어를 뒷받침한다. 이 연구는 태양연료 생산 및 재생 에너지 개선에 정보를 제공하는 데 활용되고 있다.
미시적 악기 - 마이크로니움.
마이크로니움(Micronium)이라는 미시적 악기도 미세역학을 통해 개발되었는데, 이는 사람 머리카락 두께의 용수철이 미시적인 빗살 구동 장치에 의해 뜯겨지는 방식으로 구성된다. 이는 사람이 들을 수 있는 소음을 생성하는 매우 미미한 움직임이며, 이는 이전의 미시적 악기 시도에서는 이루어지지 않았던 것이다.
남동철은 대한민국의 영화 전문 언론인 출신 영화제 프로그래머이다. 1995년 영화주간지 씨네21 창간 멤버로 기자 생활을 시작하여 2004년부터 2008년까지 편집장을 지냈다. 2008년부터 부산국제영화제(BIFF) 아시아필름마켓 총괄(General Manager)을 맡았고 2013년부터 프로그래머, 2019년부터는 프로그램 디렉터(수석프로그래머)를 역임했다. 2023년 6월 26일 BIFF의 경영 공백 사태에서 프로그램 디렉터로서 집행 책임을 분담하며 ‘대행 체제’의 축으로 임시 운영을 이끌었다. 2025년 3월 사직 소식이 보도되었고, 같은 해 봄 조직 개편에서 후임으로 박가언이 선임되었다.
생애와 언론 경력.
남동철은 1995년 창간한 씨네21에서 기자로 경력을 시작했다. 2004년 편집장으로 선임되어 2008년까지 지면 기획과 편집 방향을 총괄했다. 편집장 재임기에는 잡지의 단행본 기획과 독자 참여 프로그램을 병행하며 한국영화 담론의 생산과 유통을 촉진했다.
부산국제영화제.
아시아필름마켓(2008–2013).
2008년부터 2013년까지 BIFF 아시아필름마켓 총괄(General Manager)을 맡아 산업 행사 운영과 바이어·세일즈사 네트워크 강화에 관여했다.
프로그래머(2013–2019).
2013년 BIFF 프로그래머로 전환하여 한국영화와 아시아영화 발굴·초청을 담당했다. 이 시기 그는 ‘섹션 간 균형’과 ‘신인·중견작가 동시 조망’을 원칙으로 편성했다는 점을 수차례 인터뷰에서 밝혔다.
프로그램 디렉터·수석프로그래머(2019–2025).
2019년 프로그램 디렉터(수석프로그래머)로 임명되었다. 2022년에는 팬데믹 이후 ‘완전 정상화’를 표방하며 100% 좌석제, 대면 행사 복원을 주도했다. 2023년 6월 26일에는 축제 수장단 공백 속에서 강승아 부집행위원장과 함께 ‘대행 체제’를 구성, 집행 안정화에 관여했다. 같은 사안은 해외 매체와 학술지에서도 ‘interim(대행)’ 운영으로 기술되었다.
2025년 조직 개편과 퇴임.
2025년 3월 사직이 보도된 뒤, 4월 말 BIFF는 30회 개편을 발표하면서 프로그램 파트의 세대 교체를 단행했고, 프로그램 디렉터 후임으로 박가언을 선임했다. 같은 맥락의 조직·프로그래밍 재편은 해외 영화 산업지에서도 확인된다.
프로그래밍 철학과 운영 관점.
수석프로그래머 재임 중 그는 선정과 편성의 기준을 “극장 체험의 회복과 관객 경험의 최적화”에 두었다고 밝힌 바 있다. 팬데믹 이후 첫 정상화에서 그는 해외 게스트 초청, 대면 행사 복원, 섹션 다변화를 강조했다. 2023년 위기 국면에서는 “행사의 본질에 집중해 차질 없는 운영”을 목표로 혁신위원회 구성 등 내부 조정 기능을 수행했다.
이광석(李光錫)은 대한민국의 디지털문화정책 및 기술문화연구 학자이다. 서울과학기술대학교 IT정책전문대학원 교수로서 인터넷사, 플랫폼 노동, 기술 생태정치학 등을 연구하고 저술하였다. 2021년 4월 서울특별시 정책수석비서관에 내정되었다.
텍사스 대학교 오스틴에서 라디오·텔레비전·영화(Radio–Television–Film) 석사와 박사 학위를 취득하였다. 박사 학위는 2008년에 수여되었으며, 학위 논문은 1995~2005년 한국 정보통신 인프라 구축의 역사적 전개를 정치경제학적으로 분석하였다. 2010~2011년 오스트레일리아 울런공 대학교에서 박사후연구원으로 활동했고, 2011~2013년에는 명예방문연구원으로 연구를 이어갔다.