Professor Column

제목미국에서의 생활 (4) - 신임교원 인터뷰 세미나
작성자윤준보조회수958날짜2013/05/10

오랜만에 글을 올리네요. 자주 올려야 하는데…

오늘은 제가 스탠포드 대학의 EE faculty 에 지원한 지원자가 발표하는
세미나에 들어갔었던 이야기를 하려고 합니다.

맨 아래에 지원자 이름과 초록, 약력이 영어로 있습니다.

세미나 시간은 오후 4:00~5:15 까지 였는데요, 4:00~4:15 까지는
refreshment 가 제공이 되어서 세미나 시간이 그렇게 되었습니다.
미국에서의 생활 (2) 에 여기 박사 디펜스에 참관했던 이야기에서도
말했듯이 이 refreshment 가 여러면에서 아주 좋은 제도인 것 같습니다.
특히 학생들을 유인하는 ^^.

지원자는 UC Berkeley 물리과에서 박사학위를 하고 UCLA에서
포닥을 하고 있는 다니엘이라는 사람이었습니다.

이 사람이 한 것은 주식시장의 갑작스런 붕괴나 화산 폭발, 예를 들어
바다의 풍랑 중에 아주 가끔씩 원인 모를 이유로 생기는 엄청나게 큰 파도
등과 같이 아주 rare 하지만 한번 발생하면 엄청난 임팩트를 주는 event 인
Rogue event 를 연구하였다고 하겠습니다. 이런 사건들은 매우 빠른 시간에
일어나기 때문에 대부분의 측정 기술은 이렇게 짧으면서도 반복적이지 않은
사건을 측정하기 매우 힘들다는데 문제가 있다고 하겠습니다.

이에, 다니엘은 특별히 실시간으로 optical spectrum 을 acquisition 할 수
있는 기발한 방법을 제안해서 실제로 optical wave 에도 이러한 rogue wave
(순간적으로 센 빛의 pulse가 나오는)가 있음을 발견하였습니다.

그 방법은 optical wave 를 GVD (group velocity dispersion) 특성을 가지는
nonlinear fiber 에 통과시킨 후 주파수 별로 high speed real-time ADC 를
통해 sampling 한 후 real-time oscilloscope 로 보내 다시 time domain 시그널을
추출하는 방법입니다. 저도 자세히는 잘 모르고 아마 optics 를 전공한 사람들은
보면 금방 이해하리라 생각합니다. 자세한 것은 Nature 450, 1054 (2007)
에 있습니다 (다니엘이 First author, 이후 굉장한 논문들도 모두 first author).

바다도 dispersive nonlinear medium 이라고 합니다. 이 때문에 이러한 Rogue
event (거대 풍랑) 이 생긴다고 하네요.

또한, 이러한 extreme event 들이 매우 rare 하기는 하지만 가우션 분포에
따른 정상적인 기대치보다 더 자주 일어나는 Long tail 임을 밝혔습니다.

여기서 더 나아가서 마치 핵이 결정의 성장을 기폭시키듯이 이러한 rogue event 도
stimulate 할 수 있음을 보여 물리쪽 Nature 다음 저널인 PRL 2008년도에
논문을 썼습니다.

그 다음, 이 기술을 통해 Real-time Raman spectroscopy 를 구현하여 이 기술이
나노 바이오에 얼마만한 영향을 끼칠 수 있는지를 보여주었는데요 (Nature Nanotechnology
논문),

이 기술을 이용하면 160ns 의 frame rate 을 가지는 세계에서 가장
빠른 이미징 카메라를 구현할 수 있고 이를 바이오 디텍션에 활용하는 예들을
보여 주었습니다. 특히 Protein folding 이 잘못되어 발생하는 여러가지 질병
(단백질이 꼬여 있는 모양이 다르면 생기게 되고 rare 하지만 일어난다고 합니다.
알츠하이머병, 파킨슨병, 광우병 등이고 전염도 된다고 합니다)에 있어서
Real time 으로 단백질이 어떻게 꼬이는지 밝혀내는 중요한 툴이 될 수 있다는
점에서 큰 주목을 받고 있는 것 같습니다 (Nature 2009년에 출판 예정)

거의 뭐 노벨상을 받을 것 같다는 무시무시한 인상을 주는 세미나였습니다.

참 만감이 교차하였는데요,

(1) 매우 부럽다!

(2) 우리과도 다른 분야(예를 들어 물리학, 화학, 생명과학 등)를 전공한 분을 모시고 와서
기존 교수님들과 협력하여 새로운 융합 분야를 파야 하겠다.

(3) 좀 더 황당한 일(ground breaking)을 하는 분들을 찾아 모셔야 하겠다 (그런 그룹에서
일했던 분).

아뭏든, 기준을 높이는 감동적인 세미나 였습니다.

윤준보.

Dr. Daniel Solli

Real-Time Measurements, Long Tails, and Rogue Events

> Rare, extreme events wield tremendous influence in many systems. Stock
> market crashes, natural disasters, pandemics, and freak ocean waves
> provide striking examples. In some cases, brief, cataclysmic events
> may be the key factors that shape the long-term evolution of a system.
> In ultrafast science, extreme events and other transient phenomena can
> be equally significant. However, most conventional measurement
> techniques are unable to record short, non-repetitive events because
> they do not operate in real time. We have developed a novel technique
> that enables real-time spectral acquisition over sustained intervals,
> opening a new window onto the world of rapid, transient phenomena.
> Using this method, we have recently discovered optical rogue
> waves, brief pulses of intense light analogous to freak ocean
> waves. Our measurements show that rogue waves follow probability
> distributions characterized by long tails: extreme events are rare,
> but more common than expected from Gaussian statistics. Testifying to
> the potential of extreme-value science for applications, we have
> harnessed rogue waves to produce an enhanced source of white light.
> Real-time measurements also hold great promise for studying dynamic
> processes in other contexts, including biological systems. For
> example, real-time interrogation has the potential to offer new
> insights into the mysteries of protein folding, an area of critical
> importance in several enigmatic degenerative neurological diseases.
>
> ________________________________________________________________________
>
>
> Dr. Daniel R. Solli is a postdoctoral fellow in The Optoelectronics
> Circuits and Systems Laboratory in the Electrical Engineering
> Department at UCLA. His original work on optical rogue waves was
> published in /Nature/ and has received significant press coverage from
> media outlets such as Reuters and National Public Radio. Dr. Solli
> also recently received the 2008 UCLA Chancellor Award for
> Postdoctoral Research. His research interests include: optical rogue
> waves and nonlinear phenomena, real-time spectroscopy and imaging,
> biophotonics, and silicon photonics. He also has interests in
> chemistry and life science Fields that he aims to integrate into a
> collaborative, interdisciplinary research program. Dr. Solli holds a
> Ph.D. in Physics from UC Berkeley.

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