자연의 언어, 물리학

물리학과를 지망하는 고등학생 여러분, 우선 환영의 인사를 드리고 싶네요! 여러분은 어떤 이유에서 물리학과에 관심을 가지게 됐나요? 우주의 비밀을 알고 싶은 호기심, 자연의 이치를 탐구하고자 하는 열정이 여러분을 물리학과로 안내했을 것이라고 생각합니다.

여러분이 훌륭한 물리학도가 되는 여정에서 부족하더라도 이정표가 될 수 있게끔 물리학과에 오면 무엇을 배울 수 있고, 연구할 수 있는지 소개하고자 합니다. 우선 여러분이 생각하는 물리란 무엇인가요? 포스텍 물리학과 홈페이지에서는 물리를 이렇게 소개하고 있습니다.

‘물리학은 자연현상에 대해 가장 근본적 원리에 입각한 이해와 설명, 그리고 합리적 예측을 주고자 하는 기초 과학이다.’

즉 물리는 자연에 대한 호기심에 출발하였으며, 이를 토대로 자연 현상을 설명하고자 하는 학문이라고 할 수 있습니다.

그렇다면 포스텍 물리학과에서는 무엇을 배울까요?
포스텍은 2018학년도부터 모든 학생들을 학과의 구분 없이 선발합니다. 그래서 1학년 때는 모든 학생들이 같은 커리큘럼으로 수업을 듣습니다. 위 과목 중 물리를 배우는 데 필요한 과목들은 미적분학, 일반물리, 응용선형대수학, 프로그래밍과 문제해결 등이 있습니다.

2학년부터는 본격적인 전공 수업을 듣게 됩니다. 우선 뉴턴 역학에서 시작하여 물체의 운동을 이해하는 방법을 배우는 역학을 배우게 됩니다. 역학의 후반부에서는 라그랑지안과 헤밀토니안을 배우게 되는데, 이를 통해 물체의 운동을 직관적으로 이해하지 못해도 수식을 통해서 물체가 어떤 운동을 하는지 이해할 수 있게 됩니다. 또한 전자기학에서는 전자기적 현상에 대한 기술을 통합한 멕스웰 방정식에 대해서 배우게 됩니다. 전자기학에서는 다양한 물리적 상황에 대해서 모델링을 통해 그 현상을 이해하는 방법을 체계적으로 배우게 됩니다.

3학년에는 물리학의 꽃이라고 할 수 있는 양자역학을 배우게 됩니다. 미시세계를 기술하는 언어라고 할 수 있는 양자역학을 배우면서 훗날 물리학 연구에 필요한 기본 자질들을 배우게 됩니다. 또한 포스텍 물리학과에서는 2학년 2학기부터 시작하여 한 학기에 한 과목씩 물리실험 과목을 듣게 됩니다. 다양한 실험을 하면서 실험을 하는 방법, 보고서를 작성하는 방법에 대해서 배울 수 있게 됩니다. 이렇게 전공필수 과목을 다 듣고 난 후에는 고체물리, 광학, 생물물리, 입자물리 등 다양한 전공 선택과목을 들으면서 자신이 관심이 가는 분야에 대해서 더 깊이 있게 공부를 하게 됩니다.

다음은 포스텍 물리학과의 주된 연구분야에 대해서 알아봅시다. 우선 포스텍 물리학과의 절반 이상을 차지한다고 할 수 있는 연구실은 응집물질물리학 분야입니다. 응집물질물리학 분야는 물질의 성질을 연구하는 분야입니다. 대표적인 예로써 초전도 현상과 저차원 전자계, STM, AFM을 연구하는 연구실이 있습니다. 다음은 양자광학을 연구하는 연구실에 대해서 소개해 드리겠습니다. 양자광학이란 빛과 물질의 상호작용을 양자역학을 이용하여 연구하는 분야로써, 이 분야의 연구를 통하여 미래의 양자컴퓨터를 개발할 수 있게 됩니다. 또한 포스텍 물리학과에서는 플라즈마에 대한 연구를 진행합니다. 플라즈마 물리학이란 전하를 띤 플라즈마 상태의 입자의 전자기장 하에서의 움직임에 대한 연구를 의미합니다. 그리고 포스텍 플라즈마 연구실에서는 KSTAR와 공동연구를 진행합니다. 이러한 연구실 이외에도 비선형 동역학에 대한 연구를 진행하거나, 생물물리를 연구하거나, 입자물리를 연구하는 등 포스텍 물리학과에는 다양한 연구실이 있습니다.

다음으로는 물리학과를 졸업하여 어떤 진로를 선택할 수 있는지에 대해서 알아봅시다. 포스텍 물리학과를 졸업한 대부분의 학생들은 대학원에 진학을 하게 됩니다. 이는 전공을 살려서 일을 하기 위해서는 박사학위가 필요하기 때문입니다. 대학원에서 박사학위를 취득한 이후에는 박사 후 연구과정을 통해 연구 경력을 더 쌓은 뒤 국내외 연구소나 대학의 교수로 자리잡게 됩니다. 혹시라도 물리학과를 졸업하면 물리와 관련된 일만 할까 하는 걱정이 들 수 있는데, 그러한 걱정은 접어 두셔도 괜찮을 것 같습니다. 물리학을 배우면서 쌓은 소양을 바탕으로 다른 분야에 진출하여 활약하고 있는 선배님들도 어렵지 않게 찾아볼 수 있기 때문이죠.

포스텍 물리학과에 대해서 알아본 소감은 어떠신가요? 만약 이 글을 읽고 포스텍 물리학과에 가고 싶다는 생각이 들었다면 저는 그 생각을 후회하지 않을 것이라고 장담합니다. 훌륭한 물리학도로 성장하는 과정에서 포스텍 물리학과는 최선의 선택이 될 것입니다. 끝으로 독자 여러분 남은 고등학교 생활 잘 마무리하시고, 파이팅입니다!

글_최규승 물리학과 15학번