수상 업적

The Nobel Prize in Physics 1979 was awarded jointly to Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam and Steven Weinberg “for their contributions to the theory of the unified weak and electromagnetic interaction between elementary particles, including, inter alia, the prediction of the weak neutral current”. 1979년 노벨 물리학상은 “약한 중립적 소립자류의 예측을 비롯해 약력과 전자기력의 통합 이론에 대한 공헌”으로 셸던 글래쇼, 압두스 살람, 스티븐 와인버그에게 공동으로 수여되었습니다.

수상 추천문

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분. 올해의 노벨 물리학상은 기본입자 사이의 약력과 전자기 상호작용의 통합 이론에 대한 기여, 그중에서도 특히 약한 중성 흐름의 예측을 포함하여 셸던 글래쇼 교수, 압두스 살람 교수, 그리고 스티븐 와인버그 교수가 동등한 기여도로 수상하게 되었습니다. 종종 물리학에서 중요한 진전은 겉으로 보기에는 연결되지 않은 듯이 보이는 현상들이 동일한 원인으로 나타난 결과라는 것을 증명하면서 이루어집니다. 뉴턴이 중력을 도입해 사과의 낙하와 지구를 둘러싼 달의 운동을 설명한 것이 이러한 통합의 고전적인 예입니다. 전기와 자기는 동일한 힘의 다른 두 가지 측면이라는, 즉 전자기력에서 비롯된 것임이 19세기에 발견되었습니다. 전자기력은 전자가 주연을 맡고 빛의 양자인 광양자가 빠른 전령 역할을 해 기술로써 우리의 일상생활을 지배하고 있습니다. 즉 전자기술과 전자공학뿐만 아니라 원자 및 분자 물리학 그리고 화학과 생물학의 모든 과정이 전자기력에 의해 지배됩니다. 사람들이 20세기 초 10년 동안 원자핵에 대해 연구를 시작했을 때 두 가지 새로운 힘이 발견되었습니다. 강한 핵력과 약한 핵력이 바로 그것입니다. 중력과 전자기력과 달리 이 힘들은 원자핵의 직경 또는 그 이하의 거리에서만 작용합니다. 강한 핵력은 원자핵이 뭉쳐 있게 유지하는 힘인 반면 약한 핵력은 원자핵의 베타붕괴를 일으키는 힘입니다. 의학과 공학에서 대부분 베타 방사선 물질을 사용합니다. 약한 상호작용에 전자가 참여하긴 하지만 주요 역할은 뉴트리노가 수행합니다. 뉴트리노는 미국 작가 존 업다이크의 시에서 다음과 같이 묘사되었습니다. ‘우주의 흠집’ 뉴트리노, 이들은 매우 작다. 이들은 전하도 질량도 없다. 그리고 전혀 상호작용도 하지 않는다. 지구는 뉴트리노에게는 단지 단순한 공이어서 뉴트리노는 그냥 지나갈 뿐이다. 바람 많은 홀에 있는 쓰레기 청소부처럼 또는 유리판을 통과하는 광양자처럼. …… 밤에 이들은 네팔로 들어간다. 그리고 침대의 아래에서부터 사랑에 빠진 남자와 그의 연인을 뚫고 지나간다. 당신은 그것이 놀랍다고 한다. 나는 그것을 성글다고 한다. 이와 같은 묘사는 ‘전혀 상호작용을 하지 않는다’는 점을 제외하고는 정확합니다. 뉴트리노는 약력으로 상호작용을 합니다. 시에 묘사된 뉴트리노는 태양의 중심부에서 만들어져 지구에 도달하는데 밤에 네팔로 들어가 미국을 빠져 나옵니다. 지구의 생명체에 필요한 태양에너지는 태양의 중심부에서 수소를 태워 헬륨을 만드는 일련의 연쇄 핵반응으로 만들어집니다. 태양에 있는 핵융합 반응기는 잘 보호되어 있고 사람들이 많이 사는 지역에서 충분히 멀리 떨어져 있어 위험하지 않습니다. 또한 청정에너지의 옹호자들 또한 그 청정에너지의 근원을 따져 보면 그들이 그토록 싫어하는 핵반응에서 나왔다는 것을 인정해야 할 것입니다. 수소를 태워 중수소를 만드는 연쇄반응을 점화하고 조절하는 것은 약력에 기초하고 있으며, 따라서 약력은 태양점화기 또는 태양조련사라 부를 수 있습니다. 올해 노벨 물리학상을 수상하게 된 이론은 1960년대에 오늘의 수상자들이 독립적으로 연구하여 발전시킨 것으로, 약력과 전자기력 사이의 밀접한 관계를 보여 줌으로써 약력에 대한 우리의 이해를 확장하고 더욱 깊이 있게 해주었습니다. 이 두 가지 힘은 통일된 전자기 약력의 다른 두 측면입니다. 또한 이 이론은 전자와 뉴트리노는 동일한 입자족에 소속되어 있다는 것을 보여 주었습니다. 즉 뉴트리노는 전자의 동생뻘이라 할 수 있습니다. 통합이론의 다른 결과는 새로운 종류의 약한 상호작용이 있어야 합니다. 이전부터 약한 상호작용은 전자가 뉴트리노 혹은 그 반대로 개별 입자의 성질이 변화할 때에만 일어난다고 생각되었습니다. 이런 과정은 전하의 흐름에 따라 일어난다고 보고 있는데 그 이유는 입자의 전하가 변하기 때문입니다. 이 이론은 중성의 흐름 즉 뉴트리노 또는 전자가 자신의 정체성을 변화시키지 않으면서 일어나는 현상도 있어야 한다는 사실을 내포하고 있습니다. 1970년대의 실험은 이론의 예측을 완전히 확인해 주었습니다. 새로운 이론의 중요성은 무엇보다도 과학 그 자체에 있습니다. 이 이론은 강한 핵력을 기술하는 데 새로운 유형을 만들었고 기본입자 사이의 상호작용을 추가적으로 통합하려는 연구를 시작하게 했습니다. 자연과학의 다른 분야를 사이에 존재하는 복잡한 연결의 예를 들면서 오늘의 연설을 끝내고자 합니다. 우리의 신체는 대부분 별의 먼지로 만들어진 것입니다. 우리의 세포를 구성하는 원소들 중 수소를 제외하고는 태양에서 일어나는 것과 같은 연속적인 핵반응 과정을 통해 모두 별의 내부에서 형성된 물질들입니다. 천체물리학자들에 따르면 생명에 중요한 효소나 호르몬에서 발견되는 무거운 원소들, 예를 들면 요오드나 셀레늄 같은 원소들은 거대한 별의 격렬한 폭발, 즉 초신성 폭발에서만 만들어질 수 있습니다. 초신성 폭발은 우리 은하계에서 100년 또는 200년에 한 번씩 일어납니다. 중성 흐름을 통해 상호작용하는 뉴트리노는 별을 구성하는 대부분의 물질을 우주공간으로 흩뿌리는 거대한 폭발에 중요한 역할을 합니다. 그 결과 생물학적 존재로서 우리가 기능하기 위해서는 수백만 년 전 일어난 초신성 폭발이 필요합니다. 따라서 이 이론에 의해 예측된 새로운 종류의 약력은 중요한 방식으로 우리 몸에 기여하고 있습니다. 생물학, 천체물리학, 그리고 입자물리학 사이의 놀랄 만한 연결이라 아니할 수 없습니다. 셸던 글래쇼 교수님, 압두스 살람 교수님 그리고 스티븐 와인버그 교수님. 지금까지 물질의 가장 내부에 있는 구조를 연구하면서 생소하지만 알려진 성질과 아마도 거의 모르는 분야 사이의 경계에 있는 여러분의 위대한 발견의 배경을 설명하였습니다. 지난 10년 동안 우리가 물질의 구조를 바라보는 방법은 크게 변화했습니다. 전자기력의 상호작용은 우리의 관점을 변화시키는 데 가장 중요한 힘이 되었습니다. 스웨덴 왕립과학원을 대신하여 따뜻한 축하의 말씀을 전할 수 있게 된 것을 감사하고 또 기쁘게 생각합니다. 여러분을 올해의 노벨상 수상자로 국왕 전하 앞에 초대하게 된 것을 영광스럽게 생각합니다.