노벨물리학상, 양자역학 연구자 아스페·클라우저·차일링거 공동수상

스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회가 4일(현지시간) 스웨덴 스톡홀름에서 2022년 노벨 물리학상 수상자를 발표하면서 이들 수상자의 사진을 대형 화면에 띄워놓고 있다. 왼쪽부터 알랭 아스페, 존 F. 클라우저, 안톤 차일링거. ⓒ AP/연합뉴스

올해 노벨 물리학상은 양자역학적으로 '얽힘 상태'(Entangled States)를 발견한 3명의 물리학자가 공동 수상했다. 이 발견은 최근 각광받는 첨단과학으로 양자컴퓨터와 양자네트워크, 양자 암호통신 연구의 근간이 됐다는 평가가 나온다.

스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 4일(현지시간) 양자역학 분야 연구자인 알랭 아스페(75) 프랑스 에콜폴리테크니크 교수, 존 F. 클라우저(80) 미국 실험물리학자, 안톤 차일링거(77) 오스트리아 빈대학 교수 등 3명을 2022년 물리학상 수상자로 선정했다고 발표했다.

노벨위원회는 “얽힌 양자 상태를 활용해 두 개의 입자가 분리돼 있어도 하나의 단위처럼 행동하는 획기적인 실험을 수행했다"며 "이들의 결과는 양자정보를 기반으로 하는 새로운 기술의 길을 열어줬다”고 선정 이유를 밝혔다.

‘양자 얽힘’은 양자역학적 상태로, 이는 얽힘 상태 입자들이 공간적으로 서로 멀리 떨어져 있어도 독립적일 수 없다는 것을 말한다. 하지만 ‘상대성이론’으로 널리 알려진 앨버트 아인슈타인 등은 양자 얽힘이란 가설에 반대했다. 한쪽의 상태가 변하면 정보가 빛보다 빠르게 전달돼 다른 양자의 상태를 결정하는 것은 불가능한 만큼 양자 얽힘 현상을 만드는 드러나지 않은 숨은 변수가 있을 것이라고 파악한 것이다.

이후 아일랜드 출신 물리학자 존 스튜어트 벨은 1964년 벨 부등식을 발표하면서 아인슈타인이 주장하는 숨은 변수가 있다면 이를 만족해야 한다고 주장했다.

벨 부등식이 발표된 직후 과학자들은 벨 부등식의 타당성을 검증하기 위한 다양한 실험을 시도했다.클라우저는 벨이 고안한 아이디어를 발전시켜 실제 실험을 설계했고, 아스페는 칼슘 원자를 레이저로 쏴 쌍둥이 광자를 만들어 실험 결과가 벨 부등식을 위반함을 증명했다.차일링거는 입자의 얽힘 현상을 이용해 거리가 떨어진 한 곳에서 다른 곳으로 광자를 전송하는 실험에 성공했다.

노벨 물리학상 시상식은 12월 10일(알프레드 노벨의 기일) 열린다. 올해 수상자 3명은 상금 1000만 크로네(약 13억 4750만원)를 나눠 받게 된다.