11가지 물질로 살펴보는 물리학의 최전선

물질의 재발견 (최형순 KAIST 부교수 외 10인 지음 / 김영사 / 356쪽 / 1만 9800원)
최형순 KAIST 교수 포함 11명의 물리학자들
금속, 유리처럼 흔한 물질에서 아직도 풀지 못한 초전도체까지

금속과 자석, 유리처럼 흔하고 평범한 물질에서부터 반도체와 부도체, 초전도체, 암흑물질까지 11가지 물질을 통해 물리학의 최전선을 살펴본다.

최형순 KAIST 물리학과 부교수를 비롯한 각 분야 국내 최고의 물리학자 11명이 모여 이야기를 엮어냈다. 저자는 물질 발견과 발명의 역사, 최첨단 물질물리학과 산업과 관련된 이야기를 전한다.

이 책은 2020년 말부터 약 1년 반 동안 고등과학원 웹진 호라이즌에 연재됐던 내용을 물리학 비전공자들도 쉽게 받아들일 수 있도록 다듬고 정리해 재구성했다. 이 책에서 다루는 물질은 통속적 재화도, 철학적 대상도, 종교적 영성과 대비되는 속됨을 상징하는 물질도 아니다. 현대물리학에서 가장 많은 연구 대상이 되는 구리, 반도체, 부도체, 흑연, 유리, 기체, 액체, 빛, 자석과 같은 물질이다. 이 물질들은 과학적 탐구의 대상이 되고 실생활의 도구를 만드는 데 사용되는 물질(또는 물질의 상태)이다. 물질물리학의 최전선을 다룬 이 책을 통해 독자들은 밀도 있는 물질 지식을 접할 수 있다.

저자는 과학의 역사 속에서 같은 이름 아래 다른 모습으로 재발견된 물질의 사례를 책에 담았다. 자신들의 연구 이야기와 독자들이 공감하기 쉬운 사례들로 물질에 대한 전반적 이해를 높였다. 나아가 물리학자들이 실제 이용하는 연구 방법, 좋은 질문, 남아 있는 질문에 대한 통찰도 다룬다.

최 교수는 5장에서 절대영도에서도 얼지 않고 신비로운 초유체로 재탄생한 액체 헬륨 이야기를 들려준다. 단일 원소로 된 물질 중 양자역학적으로 다양하고, 풍부한 물리학적 현상이 발현되는 물질은 헬륨과 그래핀 정도만 있을 뿐이다. 하지만 그래핀 연구가 절대온도 4도 이하에서 이뤄지고 있음을 고려하면 이 역시 헬륨이 있었기에 가능한 것. 우스꽝스러운 목소리를 내게 하고, 풍선을 하늘로 띄워주는 기체인 줄만 알았던 헬륨이 최 교수 이야기로 새롭게 보일 것이다.

이 책은 열한 명의 물질물리학자가 남긴 삶과 물질에 대한 회고록이다. 자기 분야에서 온갖 산전수전 겪으며 업적을 일궈낸 과학자가 통찰을 바탕으로 회고를 남길 때 비로소 최고의 대중 과학서가 탄생하는 것이다.