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[제12편] 모스크바 물리기술원을 빛낸 노벨상수상자들

[제12편] 모스크바 물리기술원을 빛낸 노벨상수상자들 [이미지]
  • 작성2016-12-30
  • 조회3,504
  • 시설MIPT(모스크바 물리기술원)
노벨수상자
표트르 카피차 비탈리 긴즈부르크 레프 란다우 이고르 탐 니콜라이 세묘노프
주요정보
  • About
    노벨과학상, [제12편] 모스크바물리기술원을 빛낸 노벨상수상자들

    모스크바 물리 기술원은 다양한 현대과학 기술 분야의 학생들을 교육시키는 러시아 대학의 선두주자다. MIPT는 소련정부 내각의 혁명으로 1951년 9월 17일 설립되었다.

    많은 역사를 갖고 있는 이 기관은 러시아에서는 유명하지만 세계적으로는 아직 잘 알려지지 않은 연구기관이다.

    표트르 카피차(Pyotr Kapitsa), 니콜라이 세묘노프(Nikolay Semenov), 세르게이(Sergey Khristianovich) 등의 학술위원이 기관 설립에 적극 참여했다. 카피차, 세묘노프, 레프 란다우가 초대 교수로 역임했으며 첫 번째 총장은 생리학자 파블로프(Ivan Petrov)였다.

    많은 MIPT의 교수들은 러시아 과학 아카데미 회원(80명)이며, 러시아 과학을 이끌고 있다. MIPT는 전문가를 양성하는 과학과 엔지니어링 교육 그리고 학생 연구를 혼합한 ‘phystec’이라는 독특한 시스템을 도입하여 운영해왔다. ‘Phystec’ 시스템은 4가지 조건으로 구성되어 있다.

    첫째로 입학 시 수학과 물리학에 재능을 보이는 아이들을 선별한다. 둘째, 입학 이후 2년 동안은 기초 과학에 관한 철저한 공부를 해야 한다. 셋째로 3학년부터는 모든 학생이 산학 협력 파트너십을 맺은 기관에서 연구를 수행해야 한다. 마지막으로는 각 분야에 널리 알려진 과학자들의 초청 강의를 통해 학생들로 하여금 실제 진행 되고 있는 연구와 앞으로 나아가야 할 방향에 관한 이야기를 들을 수 있는 특별한 기회를 제공한다.

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    연구 분야로는 라디오 공학 및 인공 두뇌학, 일반 및 응용 물리학, 역학 우주 연구, 분자 생물 물리학, 물리 및 양자 전자, 항공 역학 및 항공 공학, 응용 수학 및 제어, 물리학 및 전력 공학의 문제, 혁신과 첨단기술, 나노 바이오 정보 및 인지기술 등이 있다.

    MIPT는 양자와 전자 기술 노화방지 연구, 나노포토닉스, 플라즈모닉, 생명공학, 응용수학, 공간연구 등과 같은 최신 분야의 연구를 중점적으로 수행하고 개발하는 전략을 추진하고 있다.

    MIPT에서 진행하고 있는 연구는 빨라진 컴퓨터, 청정 에너지, 질병과의 싸움, 수명 연장, 복잡한 IT시스템 개발, 우주 탐사등과 같은 국가적인 관심 분야 차원의 연구뿐만 아니라 세계적으로도 필요로 하는 연구 분야에 속한 연구이다. 지난 50년이 넘는 기간 동안 MIPT에 새로운 연구소가 여럿 들어섰고, 대학은 세계의 대학들 중에서 높은 순위에 올랐다.

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  • Partner Institutions

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    MIPT는 국제 및 국내 일류 과학 기관과 협력하고 있다. 많은 기관들은 모스크바 대학과 과학적 협약을 맺고 있으며 그 중 몇몇 기관은 모스크바 대학 학생들이 연구나 일을 함께 할 수 있도록 자매결연을 맺었다.

    세계의 과학 연결고리를 넓혀나가는 것이 또 다른 분야에서도 뛰어난 결과를 만들어 낼 수 있는 방법이라 확신하고 있으며 국제 협력을 오늘날 과학 발전을 위한 필수적인 요소로 판단하여 세계와의 협력에 항상 문을 열어두고 있다.

  • Research Fields
    ■ Applied Mathematics&Computing Sciences 응용수학&컴퓨터 공학
    이 분야는 19개의 학과와 5개의 연구실, 그리고 219명의 교수진들로 구성되어 있다. 연구와 교육의 주요 목적은 기초수학, 컴퓨터과학, 수학적 모델링, 슈퍼컴퓨터 기술, 경영관리론, 복잡한 기술과 사회 경제적 시스템 경영, 빅데이터 분석이다.
    ■ Physics for life sciences 생활과학 물리학
    지식의 가장 복잡하고도 흥미로운 분야를 연구하는 부서이다. 원자에서부터 우주까지의 물질과 에너지에 대한 사람들이 이해를 돕기 위한 교육에 힘쓰고 있다. 12개의 학부와 36개의 연구실, 그리고 95명의 교수진들로 이루어져 있다. 분자 장치와 노화관련 질병 조사, 심장과 다른 기관의 세포 조직공학 생명공학을 주로 연구하고 있다.
    ■ Quantum&Electronics Technologies 양자&전자 기술
    새로운 원리를 기초로 한 메모리 설계, 신경구조와 유사한 컴퓨터 시스템, 물리학적 원리의 개발, 양자 정보처리의 기초 단위, 미세한 광전자 집적회로, 테라헤르츠 기술, 전자공학, 광양자 분야를 연구하고 있다.
    ■ Aerospace Physics&Technology 항공우주 물리 기술
    지구뿐만 아니라 태양계의 다른 행성들에 관한 우주 실험, 친환경적 디자인, 초고속 민간 항공기, 원자 스페이스 터그(nuclear space tugs)에 관한 전동기를 개발하는 연구에 주력하고 있다.
    ■ Telecommunications&Microprocessor Technology 전자통신 및 마이크로프로세서 기술
    15개의 부서와 8개의 연구소, 100명 이상의 교수들이 있으며, 전기통신, 전파 통신 기기, 마이크로 프로세서 및 컴퓨터 기술, 통제 시스템 설계, 특정 목적 기기의 어플리케이션 소프트웨어 개발을 하고 있다.
    ■ Fundamental Interactions&Structure of Matter 기본 작용 및 물질 구조
    128명의 교수진들과 17개의 부서로 구성되어 있으며 대학 입학 전 준비 과정연구를 포함하여, 대학 연구실 트레이닝, 온라인 교육, 물리학 기초 작용에 관한 연구를 하고 있다.
  • Departments

    MIPT에는 12개의 학과가 있으며 일반 물리 및 응용물리학을 포함하여, 생명과학, 우주연구, 나노 기술, 항공물리학, 이노베이션, 시스템 엔지니어링 등 기초과학뿐만 아니라 응용과학을 포함한 넓은 범위의 지식 분야를 다루고 있다.

    • 사진 1. 무선공학 인공두뇌학

      1952년부터 전기 공학 및 인공 두뇌기술을 연구해 왔으며 무선 시스템, 반도체를 이용한 장치, 통제 이론, 학습 시스템, 신호처리, 병렬 및 분산 컴퓨팅, 고장방지 조작, 컴퓨터 시각 분야(시각(vision)능력을 통해 영상정보를 받아들인 컴퓨터가 주변 물체와 환경 속성애 다한 이미지를 분석해 유용한 정보를 생성하는 기술) 등 현시대적 이슈들과 관련된 연구 활동과 기초 연구를 하고 있다.

    • 사진 2. 일반 물리 및 응용물리학

      지식의 가장 복잡하고도 흥미로운 분야를 연구하는 부서이다. 원자에서부터 우주까지의 물질과 에너지에 대한 사람들이 이해의 돕기 위한 교육에 힘쓰고 있다.

    • 사진 3. 항공물리 및 우주 탐구학

      항공우주 공학, 우주과학, 우주기술학을 포함하여 우주 산업 영역의 실제적 접근에 초점을 두고 있다. 이 분야의 연구는 바이오시스템 공학, 천연자원 탐사 등 광범위한 문제들을 다루고 있다. 우주 비행사, 정비사, 고위 관료를 포함하여 저명한 연구진들은 유명 연구 기관뿐만 아니라 해외 기업에까지 영향력을 뻗히고 있다.

    • 사진 4. 분자 및 화학 물리학

      순수 물리학, 수학 그리고 화학 분야를 결합시킨 분야(물리 생명 체제학, 화학 역학, 반응 메카니즘, 물질 및 플라즈마 화학)에 관한 심도 있는 연구를 하는 전문가들을 양성하고 있으며, 방사화학에 대해 연구하고 레이저 기술을 활용한 실험을 진행 중이다.

    • 사진 5. 물질양자 전자학

      이 학과에서는 전자 분야에서 뛰어난 연구원이 되고자 하는 학생들을 위한 트레이닝 프로그램을 제공한다. 새로운 물질을 탐구하며 항공 산업, 슈퍼컴퓨터에 관한 동시적인 해결책에 확실한 효과를 제공하는 광학 시스템과 레이저뿐만 아니라 반도체 장치에 관한 새로운 방법들을 창조해 내고 있다.

    • 사진 6. 항공 역학 항공 엔지니어링

      이 학과는 첨단 연구를 병합한 집중 과정을 학생들에게 제공하여 항공우주 산업, 공무원, 사업에서 전문적인 위치에 오를 수 있도록 준비시킨다.

    • 사진 7. 제어 응용 수학학과

      응용 수리학의 학사 학위와 박사 학위 과정을 교육하고 있으며 교육 프로그램은 기초 및 응용 물리학, 수리 경제학에 관한 수학적 모델에 집중하고 있다. 슈퍼컴퓨팅, 인공지능, 시스템 분석, 소프트웨어 엔지니어링에 관한 독특한 과정을 교육한다.

    • 사진 8. 물리 에너지 문제학

      21세기 인류 문명의 빠른 성장으로 나타난 다양한 범위의 과제들을 다룰 수 있는 과학자를 양성하고 있다. 양자 광학, 물질의 상태, 핵 물리학, 천체 물리학 그리고 우주론, 상호 기초작용 및 에너지 플라즈마에 관한프로그램을 제공하고 있으며 현 과학의 한계를 뛰어넘는 실험을 시도하는 노력을 하고 있고, 졸업생들은 우주의 광범위한 현상 등을 연구하고 있다.

    • 사진 9. 이노베이션 하이 테크놀로지

      컴퓨터 정보 기술은 현대 삶에서 필수적인 요소가 되었다. 이 학과는 세계에서 가장 큰 소프트웨어 회사와 하이테크기술을 보유한 산학협력기관의 도움을 받아 학생들이 새로운 혁신을 일으키고 컴퓨터 공학 연구에 힘쓰며 사이버 우주를 탐사하여 현실 속에서 그들의 생각들을 구현시킬 수 있도록 하고 있다.

    • 사진 10. 생물 의학 물리학

      모스크바 물리기술 대학원의 ‘Phystec’이라는 독특한 교육 방식과 구조 덕분에 이 학과에서는 의학 산업과 제약생산기술 분야의 새로운 체계를 고안하기 위해 의학 생물학, 화학을 기초 물리학과 수학에 접목시키는 연구를 하고 있다. 이 학과 졸업생들은 사업가, 교육자, 연구원으로 활동하며 생활 과학의 범위를 넓혀 나가고 있다.

    • 사진 11. 나노, 바이오 정보기술 및 인지 과학

      나노기술, 바이오기술, 정보기술, 인지과학을 포괄적인 인지 예술과 접목시켜 우리의 세계를 이해하고 더 나은 곳으로 만들기 위해 새로운 장비들을 갖추고 있다. NBIC(Nano-,Bio-,Technology and Congnitive Science) 학과는 소비에트 연방국가 시절부터 최신 과학의 중심으로 알려진 러시아 국립 핵 에너지 연구소 쿠르차토프연구소와 협력관계를 맺고 있다.

    • 사진 12. 시스템 엔지니어링 고등교육

      시스템 엔지니어링 고등교육학과는 첨단 기술과 혁신경제학 박사과정 학생들을 양성하는 학과로 기술 분야의 리더를 양성하는 것을 주요 목표로 하고 있다.

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  • Latest News
    모스크바물리기술원, ‘꿈의 소재’ 그래핀 칩 개발 성공… 미국에서 특허 출원 중

    모스크바물리기술원 연구진이 Russia포커스에 밝힌 바에 따르면, 신개발 바이오센서칩(그래핀칩)을 이용해 신약 및 HIV, 간염, 헤르페스, 암 백신 실험이 가능하며 도핑테스트도 할 수 있다. 그래핀칩 개발팀의 유리 스테부노프 연구원은 “우리는 지금 고정밀 분석과 저분자 약제의 임상전 실험에 쓸 수 있는 고감도 센서칩을 개발하고 있다”고 설명했다.

    2010년 그래핀에 대한 선구적인 실험으로 노벨물리학상을 받은 안드레 가임(안드레이 게임)과 콘스탄틴 노보셀로프도 사실 모스크바물리기술원 출신이다. 이제 물리기술원 연구팀이 또 한 번의 쾌거를 올린 것이다. 이전에도 바이오센서칩을 사용하여 앞으로 출시될 약품의 효능과 독성을 실험한 데이터들은 있었다. 하지만 이번에 모스크바물리기술원 개발팀이 그 성능을 개선한 칩을 선보인 것이다.

    물리기술원 연구진은 기존 칩의 접합층을 그래핀과 그래핀 산화물의 판이나 ‘결정’으로 만든 박막으로 교체했다. 이 방법으로 생화학 반응 분석의 정확도를 약 세 배 높일 수 있었다. 연구진은 일부 경우 정확도 차이는 수십 배, 수백 배까지 날 수도 있다고 기대하고 있다. 그러면 바이오센서를 적용할 수 있는 폭이 넓어지고 이를 이용해 암과 바이러스 질병을 조기진단 할 수 있고 고도로 정확한 도핑 관리가 가능해진다. 칩의 감도 향상은 그래핀의 특수한 화학 및 광학적 성질 덕분에 가능하다.

    그래핀은 최초의 완전 2차원 결정물질이다. 하이드로겔이나 함황분자와는 커플링 반응이 일어나지 않는 반면 그래핀이 극히 미량 함유된 경우에도 피실험 물질은 반응했다. 새로운 방법을 이용하면 분석 시간을 하루에서 수 분으로 단축시킬 수 있다는 것이 개발팀의 설명이다.

    모스크바물리기술원은 양산에 들어가는 경우 그래핀 산화물을 함유한 센서칩의 원가는 10달러도 채 안 될 것으로 추산했다. 현재 유사제품의 시장가격은 50달러에서 200달러 사이에 형성되어 있다.

    ※ 러시아포커스
    http://russiafocus.co.kr/society/2016/01/05/552605

    심장세포, 이제는 레이저 방사선으로 통제할 수 있다.

    연구원들은 레이저 광선을 이용한 심장근육세포의 작용을 조절하는 방법을 찾아냈다. 이는 심장의 메커니즘을 더 잘 이해하고 부정맥이나 일반적인 심장박동 치료에 도움이 될 수 있는 발명이다.

    “현재 이 발명은 심장 의학계에 매우 유용한 발명이며 미래에는 어쩌면 버튼 하나로 환자의 부정맥을 막을 수 있을 것이다.”라고 모스크바 물리기술원 생물물리학 흥분 물질 시스템 연구소 소장 콘스탄틴 아그라즈(Konstantin Agladze)가 밝혔다.

    심장 근육의 기능 장애, 특히 부정맥(불규칙 부정맥)은 가장 흔한 심장 질환 중에 하나이다. 전세계 인구 8명 중 한명은 급성 부정맥으로 사망한다고 밝혀졌으며 이러한 심장 기능장에 유형을 연구하기 위해서는 azoTAB(아조벤젠 트리메틸암모늄 브로민화물)이 쓰이는 시험관 부정맥을 만들 수 있는지가 관건이다.

    azoTAB분자는 두 상태에서 존재할 수 있으며, 방사능의 영향을 받아 두 상태에 있는 분자가 전환된다. 아그라즈와 그의 동료는 azoTAB분자가 심장근육세포를 컨트롤 할 수 있게 하여 하나의 형태(수동형)가 자발적 수축을 막지 못하도록 하고 또 다른 하나의 형태(능동형)는 “비활성화” 수축을 방지한다고 말했다.

    프로젝터와 유사한 장치를 사용하되, 램프 대신에 레이저를 사용하여 각 지점에서 azoTAB분자 활성화에 필요한 농도를 만들어 낸다. 이것은 심장의 각 특정 지점을 통제할 수 있도록 했지만 세포막의 azoTAB분자 활동의 정확한 메커니즘은 여전히 밝혀내지 못했다.

    하지만 지금의 과학자들은 다른 형태의 azoTAB분자가 어떻게 심장 근육 세포에 영향을 미치는지 설명할 수 있게 되었다. 이온 채널은 하나의 세포에서 다른 세포로 "명령"을 전송하는 데 사용되곤 했으며 이온이 세포막을 통과 할 수 있도록 “통로” 역할을 한다. 심장 근육 세포에는 칼륨, 나트륨 또는 칼슘 이온이 통과할 수 있는 다양한 유형의 통로가 있다. 과학자들은 심장 근육 세포에 두개의 서로 다른 농도의 azoTAB분자용액을 두고 세포들은 자외선 빛에 근접한 범위의 파장 빛에 노출 시켰다. 각각의 통로가 검출되었을 때, 두개는 억제제 물질을 사용하여 격리시켰고, 나머지 하나의 통로에서는 심장 근육 세포를 분리 시켰다. 활성형 axoTAB분자에 3분가량 노출 된 후에 칼슘과 나트륨 채널을 통과한 전류가 2배 이상 감소한 것으로 밝혀졌다. 그리고 칼슘 통로에서는 0.5배나 증가했다.

    세포들을 씻어내어 azoTAB분자가 제거된 후에, 이온 통로의 기능은 빠르게 정상 상태로 돌아갔다. 세포막에 미치는 axoTAB의 영향이 가역적이라는 것을 보여 주는 실험 이였다. 이 실험은 연구와 임상 시술에 사용될 수 있으며, 이는 잠재적으로 부정맥 치료에 효과적인 치료법으로 이어질 수 있다는 것을 의미한다.

    ※ 이 논문은 PLOS ONE에 게재되었다.
    http://www.deccanchronicle.com/lifestyle/health-and-wellbeing/150416/heart-cells-can-now-be-controlled-using-laser-radiation.html

    소변으로 신생아의 폐 기능을 측정할 수 있는 검사법이 개발됐다.

    [헬스코리아뉴스 / 권현 기자]

    UPI통신은 러시아 모스크바 물리기술원 Evgeny Nikolaev 박사가 “신생아의 폐 기능을 비침습적으로 측정할 수 있는 소변검사법을 개발했다”는 연구결과를 발표했다고 12일 보도했다.

    연구팀은 37주와 10주 영아의 소변에서 단백질과 펩타이드를 걸러 성인의 소변과 비교한 결과, 영아의 폐 기능을 나타내는 36개의 단백질을 발견했다.

    이번 단백질의 발견은 신생아의 폐질환 초기 진단에 도움이 되는 비침습적인 검사법 개발의 초석이 될 것으로 전망된다.

    Nikolaev 박사는 “앞으로 이 소변검사법은 초기진단이 어려운 신생아의 선천성 폐렴, 빈호흡, 영아호흡곤란증후군 등을 판별할 수 있는 획기적인 진단법이 될 것”이라며 “비침습적으로 소아의 폐 기능을 검사할 수 있는 초석을 다졌다”고 말했다.

    ※ 이 연구결과는 Journal of Proteomics에 게재됐다.
    <저작권자 ⓒ 대한민국 의학전문지 헬스코리아뉴스 무단전재 및 재배포금지>
    https://www.hkn24.com/news/articleView.html?idxno=157666

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  • History
    history

    1945년 말~1946년 초, 노벨상 수상자 표트르 카피차를 포함하여 저명한 소련 과학자들은 소련의 고등 교육 과정과는 완전히 다른 유형의 교육 과정과 개인 인터뷰와 시험을 통해 신중하게 선발되는 지원자들로 구성된 새로운 교육기관 설립의 필요성을 주장하였다.

    각 학생들은 관심도와 타고난 특기 분야를 합하여 개별화된 교육과정을 따르도록 했고, 이 시스템은 후에 “phystec system”으로 알려졌다.

    카피차는 1946년 2월 스탈린에게 국가의 방어 체계를 개발하고 유지하기 위해서는 모스크바 물리 기술원과 같은 기관이 필요하다고 주장하였고, 1946년 3월 10일, 정부는 물리 기술 대학 설립을 허가해 주었다.

    무슨 이유인지 모르게 초기 계획은 1946년에 중단되었다. 정확히 문서로 기록되지 않았지만 원자 폭탄 프로젝트에 관한 카피차의 반대 때문일 것이라고 추측되고 있으며 정부와 공산당에 관한 그의 냉소적인 태도로 인해 그의 아이디어를 기초로 한 독립 학교 설립에 그늘이 드리워졌지만, 모스크바 대학 내 물리 기술 학부를 설립하라는 새로운 정부의 법령은 1946년 11월 공포되었다. 모스크바 물리 기술원은 모스크바에 있는 주립대학 중에서 상당한 자치권을 행사하였다. 학과 시설은 모스크바 대학 캠퍼스와 떨어진 곳에 위치하여 다른 모든 대학이 갖고 있는 권한과는 차별화된 독립된 입학 및 교육 시스템을 갖고 있다.

    • 1946
      물리 기술 연구소는 핵 물리학, 항공 역학, 극저온학, 양자 전자공학 혹은 소련 군사계획과 관련한 또 다른 분야를 연구하고자 하는 젊은 과학자들을 교육시키기 위해 설립되었다.
    • 1951
      모스크바 물리 기술원이라는 독립기관이 되었다.
    • 1956
      MIPT 교수였던 니콜라이 세묘노프가 화학적 반응의 메커니즘을 연구한 공로로 물리 화학상을 수상하였다.
    • 1958
      MIPT 교수 이고르 탐이 바빌로브 체렌코프 효과를 발견하고 해석해 낸 공로로 노벨 물리학상을 수상하였다.
    • 1978
      MIPT설립자 표트르 카피차 교수가 헬륨 액화장치 발명과 응용, 우주 초단파 배경복사 발견과 대폭발이론을 연구한 공로로 노벨 물리학상을 수상하였다.
    • 2003
      알렉세이 아브리코소프와 비탈리 긴즈부르크 교수는 현대 초전도체와 초유체 현상에 대한 이론적 토대를 확립한 공로로 노벨 물리학상을 공동 수상하였다.
    • 2009
      MIPT는 러시아 정부 지원 프로그램인 “국립 연구 대학”으로 승인 받았다.
    • 2010
      MIPT 출신 교수 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프교수가 2차원 물질 그래핀에 관한 획기적인 실험을 하여 노벨 물리학상을 수상하였다.
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  • Nobel prizes

    MIPT 출신 과학자 10명이 노벨상을 수상했으며 그중 5명의 노벨상 수상자들이 수상 당시 MIPT에 속해있었다. 모스크바 물리기술원 설립에 큰 역할을 한 니콜라이 세묘노프 박사는 화학 반응 메커니즘에 관한 연구를 한 공로로 1956년 노벨 물리화학상을 수상하였고, 이고르 탐 박사는 체렌코프 효과의 발견과 해석을 해낸 공로로 1958년 노벨 물리학상을 수상하였다. 1962년에는 레프 란다우 박사가 물질의 응축 상태에 대한 이해에 공헌을 한 공로로 노벨 물리학상을 수상하였으며 또 한명의 학교 설립 공헌자인 표트르 카피차 박사는 헬륨 액화장치의 발명과 응용에 힘쓴 공로로 1978년 노벨 물리학상을 수상하였다. 2003년에는 현대 초전도체와 초유체 현상에 대한 이론적 토대 확립을 공로로 비탈리 긴즈부르크 박사가 노벨 물리학상을 수상했다.

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