"중성미자 잡아라"…아이스큐브 만든 할젠, 노벨물리학상 수상(종합)

(서울=뉴스1) 권영미 기자 = 프랜시스 할젠 미국 위스콘신대학(매디슨 캠퍼스) 물리학과 교수가 "아이스큐브 중성미자 관측소에 대한 결정적 기여 및 천체물리학적 기원의 고에너지 중성미자 발견"의 공로로 2026년 노벨 물리학상 수상자로 선정됐다.

6일(현지시간) 스웨덴왕립과학원은 이러한 이유로 그에게 2026년 노벨 물리학상을 수여하기로 결정했다고 발표했다.

왕립과학원은 할젠 교수가 완전히 새로운 유형의 천문학을 위한 토대를 마련했다고 평가했다. 왕립과학원은 "그의 아이디어는 남극의 빙하 얼음을 이용해 중성미자(neutrino)라 불리는 베일에 싸인 입자를 포착하는 것"이었다면서 "그 결과 먼 우주에서 날아오는 중성미자를 추적할 수 있는 아이스큐브 중성미자 관측소가 탄생했다"고 밝혔다.

과학자들에 따르면 중성미자는 어디에나 존재하지만 좀처럼 그 존재를 드러내지 않는 물질로 알려졌다. 질량이 거의 없고 다른 물질과 거의 반응하지 않아 '유령 입자'라고 불리는데, 남극의 순수하고 투명한 얼음과 충돌할 때 미세한 푸른빛을 내며 드물게 그 존재를 보여왔다.

할젠 교수는 1988년 남극에서 중성미자를 포착하겠다는 구상을 처음으로 제시했다. 그의 구상은 중성미자의 푸른 빛을 투명한 빙하 얼음 속에 설치된 센서로 추적하겠다는 것이었다.

남극의 얼음은 지질학적으로 안정되어 지진이 발생하지 않고 각종 간섭 요인으로부터 자유롭다는 등 여러 가지 장점을 지니고 있다. 할젠과 그의 구상은 곧 다른 연구자들의 지지를 얻었으며, 불과 몇 년 후 얼음 속 센서를 이용한 예비 실험이 수행되었다.

초고에너지 우주 중성미자는 매우 희귀하기 때문에, 충분한 수의 충돌을 관측하려면 막대한 양의 얼음이 필요하다. 할젠 교수는 2010년부터 남극의 극한 환경 속에서 얼음을 뚫고 센서를 심는 프로젝트를 시작했다. 그리고 2011년 12월 일종의 빙하 속 거대 중성미자 관측소인 아이스 큐브 탐사기(망원경)를 최종 완성했다. 이 아이스큐브는 1㎦에 달하는 거대한 규모다.

할젠 교수가 이끄는 연구진은 곧 최초의 고에너지 중성미자를 발견했다. 그 몇 년 뒤에는 이 고에너지 중성미자가 태양계 저 멀리에서 기원했다고 발표했다. 이로써 과학계의 우주 중성미자 발생원을 찾는 탐사가 본격적으로 시작될 수 있었다.

노벨 물리학상 수상자는 스웨덴 왕립과학원이 선정하며, 1200만 스웨덴 크로나(약 16억 2600만 원)의 상금이 수여된다.

kym@news1.kr