마법에서 과학으로: 자석과 스핀트로닉스

》 저자 김갑진은 대단한 이야기꾼이다.
이 책을 읽어나가는 일은 친한 친구나 선배, 선생님이 본인이 하고 있는 과학 연구를 신나게 이야기하는 걸 나란히 앉아 듣고 있는 것과 비슷한 경험이다. 엄청나게 재미있는 이야기가 있는데, 들어볼래? 이런 이런 신기한 현상이 있었는데, 사람들은 그게 궁금해서 왜 그렇게 되는지 고민하고 찾았대. 그러고 나니 또 이런 게 궁금해졌다네?…그의 이야기를 따라가다 보면, 잊었던 혹은 잃었던 흥미가 절로 생겨나고 과학이 궁금해진다. 그런 면에서 저자는 대단한 이야기꾼이다.

》 저자 김갑진은 뛰어난 물리학자다.
365일 중에 362일 연구가 즐겁다는 저자는, 차세대 메모리 소자로 꼽히는 차세대 자구벽 기반 자기메모리의 속도를 획기적으로 높이는 기술을 개발하여 2018년 KAIST를 빛낸 10대 연구 성과로 선정된 바 있고, 1960년대에 이론으로만 소개됐던 왼손 방향으로 회전하는 스핀파를 세계 최초로 증명하여 KAIST 개교 50주년 기념 학술상을 수상하였고, 2020년 《Nature Materials》에 게재하였다. 또 아시아자기학회에서는 젊은 과학자상을 수상한 바 있다.

》 저자 김갑진은 친절한 선생님이다.
누구나 자석을 가지고 놀아본 적이 있고, 누구나 매일 전기를 쓰면서 살고 있지만, 일상의 편리함 안에 어떤 과학이 숨어 있는지는 그리 궁금해하지 않는다. 과학은 왠지 멀고도 어렵고 복잡한 것으로만 여겨졌는데, 저자는 호기심 많은 소년처럼 눈을 반짝이며 자꾸 질문을 던진다. 이런 거 너무 궁금하지 않아? 어때? 이렇다는데. 그럼 이건 어때? 이것도 신기하잖아. 정말 신기하게도 그의 이야기를 따라가다 보면 어느새 두려움은 사라지고 과학이 재미있다는 것을 이해하게 된다. 젊은 과학 선생님이 이렇게 재미있는 과학을 같이 배워보자고, 이리로 따라오라고 손짓하는 듯 느껴진다.
그는 자신이 10년 넘도록 치열하게 공부한 결과를 뒤에 오는 누군가는 조금 더 쉽게 이해할 수 있기를 바라며, 그 누군가에게 도움이 되고 싶어 이 책을 썼노라고 밝히고 있다. 그의 강의 동영상은 이미 조회 수 124만 회를 훌쩍 넘기고 있다. 학생들에게는 ‘인성과 실력 그리고 교육자로서의 프로페셔널한 마인드까지 갖추신 최고의 교수님’으로 평가받으며, 과학캠프 강연 등을 통해 미래 과학자를 꿈꾸는 초등학생, 중학생들과도 활발히 소통하고 있다.

》 끊임없이 이어지는 질문을 따라가보자.
자석은 누가 발견했을까. 자석과 전기는 어떤 관계인가. 원자는 어떤 모양일까. 보어의 가설은 어떻게 등장했을까. 자석의 힘의 원인은 무엇인가. 자석은 왜 다른 극끼리는 잡아당기고 같은 극끼리는 밀어낼까. 스핀은 무엇인가. 파울리 배타원리는 무엇인가. 자석의 성질은 어떻게 결정되는가. 스핀을 정렬시키는 작용은 무엇인가. 흐트러뜨리는 것은 또 무엇인가. 자석의 N극와 S극은 어떻게 고정되는가. 인류는 어떤 자석을 만들어 왔나. 자석에 전류를 흘리면 어떻게 되나. 스핀에 열을 가하면 어떻게 되나. 물체를 회전시키면 자석이 될까. 스핀트로닉스는 무엇인가. 컴퓨터 하드디스크는 어떤 원리로 작동하나, 새로운 메모리는 어떻게 개발되었고 연구되고 있나…

이 책을 읽는 독자는 다양한 질문들과, 그 답을 구하는 과정, 거기에서 다시 생겨나는 질문, 답을 찾는 과정을 함께 따라가다 보면, 물리학의 발견과 연구, 고대 중국 나침반의 원리부터 최신 메모리까지, 맥스웰의 방정식, 양자역학에 대한 이해까지 갖추게 된다. 물리학이 어려웠던 기억은 잠시 잊고, 친절한 안내자가 내미는 손을 붙잡고, ‘반짝이는 순간’으로 들어가 보자.