독일연방물리기술청(PTB) 방문(2015. 6. 26)

 

 

  사전 계획에 따라 선진 유럽 3개국(독일, 프랑스, 영국)의 표준기관 방문 계획으로

6월 25일 인천공항을 출발하여 7월 3일까지 순차 여정길에 올랐었다~!

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  2015. 6. 26(금)

도착 후 첫 날에 독일 Braunschweig 지역에 있는 독일연방물리기술청인 PTB를 방문하게되었다.

 

  도로에서 보이는 PTB의 입구 모습.

 

 

  지난 해 방문했었던 미국의 NIST가 세계 표준을 지배하고는 있지만 측정표준의 개발 유지 능력으로 보면 결코 뒤지지 않는 저력을 가지고 있는 기관이다~!

 

 

   일정하게 온.습도 조절이 이루어지는 환경을 기본으로 하고

광 간섭계의 원리를 이용한 길이 표준기를 교정하는 장치를 보여준다.

 

 

 

   원 판 Tray 위에 Optical plate 을 놓고 그 위에 측정하고자 하는 Gage block 을 두고 빛을 이용하여

  측정하는 방법으로 안정적 측정 효과를 기대한다.

 

 

   지시봉 끝에서 보여지는 것 처럼 레이저간섭계를 활용하는데

빛의 파장 길이와 간섭 사이를 구분하여

그 길이를 알아내는 방법으로 0.1 미크론 수준을 측정해낸다~!

 

 

   이 장치는 챔버 내에 진공 상태를 유지하여...

 

 

   온도 변화에 따른 압전 응력의 변화를 규명해 보이기 위한 실험을 보여주고 있다~!

이러한 연구는 우주 공간에서의 상태를 가늠해 볼 수 있는 첨단 연구 과제에 속한다~!

 

 

   이 표는 질량 표준에 관한 소급성 체계인데...

 

 

   측정에 사용되는 국제표준단위계의 7개 기본 단위 중 오로지 질량의  "kg원기"만

인위적 가공물(제일 우측에 보이는 원추형으로 백금 90 %, 이리듐 10 % 로 구성)로

각 국이 프랑스 국제도량형국(BIPM에서 보급을 받고 매 4년 마다 국제 소급성 유지를 위해

주기적으로 그 값을 비교 교정 받아 이용하고 있는데 최근 보급 결과에 문제점이 발견되어

"질량"기준의 새로운 정의를 예정하고 있다.

  사진 가운데에 보여지는 초 고순도의 Silicon 구를 이용하는 방법과

이미 정의된 조셉슨 전압과 양자 홀 저항을 기반으로하여 "Watt Ballance"를 이용하는 방법 중에

2018년도 국제도량형총회(CGPM)에서 결정할 예정이다.

 

 

   놀랄만한 내용으로 바늘 끝 부분에 보이지 않는 1 마이크로그램의 분동을 제시해주고 있는데

  육안으로는 파악이 안되고 Microscop 또는 핸드폰으로 사진을 찍은 다음 확대해서 보면

  먼지만한 물체가 보인다.

  

  1 cm 의 남성 머리카락의 무게가 100 ㎍ 정도인데

 이 무게의 1/100 수준이라 상상을 해 보면...~!

 

   우리는 1 mg 수준에 머물러 있는데...

  여기 PTB에서 (1 g / 1 백만) 수준을 축정하기 위해서는 모든 과학적 수단과

  지혜를 총 동원하여야 가능한 수준이다~!

 

 

  지금은 사용되지 않지만 과거에 사용되었던 상징적인 정밀천칭을 배경으로...

 

 

  낙뢰 등 고압 전원을 측정하기 위한 외부 장치로 절연체 시설과 함께 외부로 노출되어 있다.

 

 

   게단 복도 한 켠에 오래 전 개발하여 사용했었던 측정기의 내부의 내부 구조가 보여

 관심을 끌었다. 

 

 

  약 90년 전 1925년 도에 개발한 전력계의 이력이 보인다. 

 

 

   유리장 내부에 있어 상태가 좋지 않지만 시간있을 때 들여다 보기로 하고...

 

 

   우리는 선구자들이 개발해 놓은 내용을 깊이 없이 이용하고 잇었으나

 구성품 하나 하나에 연구자들의 열정과 애환이 그려진다~!

 

 

지금은 골동품으로 보이지만 당 시 개발자 입자으로 보면 세계 최초의 개념으로

 아날로그 고압메터도 보이고...

 

 

   초창기의 표준저항기의 형체도 볼 수 있었다.

 

 

   다음으로 이동한 곳이 Microwave 를 다루는 곳인데

 이 장치가 그동안 궁금했었던 바로 그 상이 눈 앞에 보여지고 있었다~!

 

 

   세계 유수의 표준기관과 첨단 측정기기 회사들이 이 기관을 의지하여 개발하고

 Sponsor 역할을 하고 있었고...

 

 

  급히 촬영하여 흔들려서 아쉬운데 외 쪽 모니터에 보이는 확장된 영상에서

4-Terminal probe로 마이크로 Chip Capacitor 나 Chip Inductor 의 특성을 Open 과 Short 를 취하며

수 십 GHz 영역까지 측정하여 그 특성을 모니터로 도시해 내고 있었다.

 

 

  26.5 GHz 이상의 고주파 영역이 우리에겐 아직 불모지인데 정말 경이로운 기술력이다~!

  국내 연구기관들이 시급히 연구하고 진척을 시키지 않으면 우리 기술도 한계에 부딪히는 상황이

  곧 오게 될 것으로 판단된다~!

 

 

 

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