남극 얼음을 망원경으로…‘유령 입자’ 쫓은 할젠, 노벨물리학상

올해 노벨물리학상은 남극 얼음 속에 거대한 검출기 ‘아이스큐브’를 만들어, 먼 우주에서 날아온 ‘유령 입자’ 중성미자(뉴트리노)를 처음으로 찾아낸 프랜시스 할젠 미국 위스콘신대 매디슨캠퍼스 교수에게 돌아갔습니다.

그는 이례적으로 단독 수상자로 호명됐습니다. 노벨물리학상 단독 수상은 다중선 비례 검출기를 발명한 폴란드 태생의 프랑스 물리학자 조르주 샤르파크(1992년) 이후 34년 만에 처음입니다.

스웨덴 왕립과학원은 현지 시각 6일 할젠 교수를 올해 노벨물리학상 수상자로 발표했습니다. 선정 이유는 ‘아이스큐브 중성미자 관측소에 대한 결정적 기여와 천체물리학적 기원의 고에너지 중성미자 발견’입니다.

중성미자는 다른 물질과 거의 부딪히지 않는 아주 작은 입자입니다. 지금 이 순간에도 우리 몸을 그대로 뚫고 지나가지만 아무 흔적도 남기지 않아 ‘유령 입자’로 불립니다. 붙잡기는 어렵지만, 덕분에 먼 우주에서 지구까지 곧장 날아와 블랙홀 주변 같은 먼 우주의 소식을 전해주는 ‘전령’ 역할을 합니다.

할젠 교수는 이 유령 입자를 잡기 위해 남극 얼음을 통째로 검출기로 쓰자는 아이디어를 냈습니다. 그렇게 탄생한 아이스큐브는 남극점 지하 1.5~2.5km 얼음 속에 센서 5천여 개를 심어, 중성미자가 얼음과 부딪힐 때 나오는 희미한 빛을 잡아냅니다. 사방 1km 크기의 얼음덩어리 전체가 하나의 거대한 망원경인 셈입니다.

아이스큐브 연구진은 2013년 먼 우주에서 날아온 고에너지 중성미자를 처음으로 확인했고, 이후 거대 블랙홀을 품은 은하들을 그 발생지로 지목하는 데도 성공했습니다.

1944년 벨기에에서 태어난 할젠 교수는 벨기에 KU 뢰번대에서 석사와 박사 학위를 받았고, 1972년부터 위스콘신대에서 연구해 왔습니다. 아이스큐브 연구를 처음부터 이끌어온 연구책임자입니다.

할젠 교수는 상금 1,200만 스웨덴 크로나, 우리 돈 약 17억 원을 단독으로 받게 됩니다.

지난해 노벨물리학상은 전기회로에서 거시적 양자역학적 터널링과 에너지 양자화를 발견한 존 클라크와 미셸 드보레, 존 마티니스 등 과학자 3명이 받았습니다.

올해 노벨상 발표는 어제 생리의학상에 이어 내일 화학상, 모레 문학상, 9일 평화상, 12일 경제학상으로 이어집니다.

[사진 출처 : AP=연합뉴스]

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임종빈 기자 (chef@kbs.co.kr)