연구자들 노벨상 5번 받았는데… ‘유령 입자’ 비밀 아직도 모른다

중성미자 연구, 물리학상 5번 수상 우주 탄생 비밀 풀 핵심 열쇠 주목 미-일-중 등 초대형 프로젝트 추진 거울상 분자 카이랄성 화학상 3번… 제약 분야 등에서 추가 수상 기대 이달 5일부터 발표된 올해 노벨상에서 물리학상과 화학상은 각각 우주의 기본입자인 중성미자와 분자의 거울상 성질인 카이랄성(chirality)의 정체를 규명하는 데 공헌한 과학자들이 ‘또’ 수상했다. 연구 분야로 따지면 중성미자는 올해 다섯 번째 노벨상으로 ‘5관왕’, 카이랄성 분자 합성의 경우도 ‘3관왕’을 달성했다. 유사한 분야에서 중복 수상하는 것으로 보이지만 과학계는 두 분야에서 추가될 노벨 과학상이 아직 더 남아 있다고 전망한다.● 밝혀낼 비밀 남은 ‘유령 입자’ 우주의 기본입자 중 하나인 중성미자는 질량이 매우 작고 전하도 띠지 않아 다른 물질과 상호작용이 거의 없다. 관측이 까다로워 ‘유령 입자’라는 별명이 붙을 정도지만 이 같은 특성 덕에 먼 우주에서 발생한 현상의 정보도 그대로 간직하고 있어 연구 가치가 높다. 남극 아문센-스콧 기지에 있는 아이스큐브 연구소 전경. 아이스큐브 협력단 제공. 중성미자가 노벨 물리학상을 받은 건 올해까지 총 5번이다. 1988년, 1995년, 2002년, 2015년에도 중성미자 연구자에게 노벨 물리학상이 돌아갔다. 올해는 남극 얼음 아래 거대한 중성미자 관측소인 ‘아이스큐브(IceCube)’를 제안·건설하는 데 공헌한 프란시스 할전 미국 매디슨 위스콘신대 교수(82)가 수상했다. 물리학계에서는 중성미자를 통해 답을 얻을 주요 질문들이 아직 많이 남았다는 평가가 나온다. 유종희 서울대 물리천문학부 교수는 “중성미자 연구는 우주의 물질-반물질 비대칭 현상 설명이나 현대 물리학의 과제인 대통일장 이론 검증 등과 연관됐다”고 설명했다. 중성미자 관측은 보통 많은 양의 물이나 얼음 분자 주변에 카메라를 설치하고 중성미자가 매우 낮은 확률로 충돌하는 현상을 포착하는 방식으로 이뤄진다. 검출기의 규모가 클수록 성능이 좋기 때문에 초대형 프로젝트를 중심으로 핵심 실험이 진행된다. 주요국들은 앞다퉈 거대 중성미자 관측소를 마련하고 있다. 이미 중성미자 연구로 노벨 물리학상을 2번 가져간 일본의 후속 검출기 ‘하이퍼카미오칸데’는 2027년 말 완공, 2028년 초 운영 시작이 목표다. 미국에서 건설 중인 중성미자 관측소 ‘듄(DUNE)’은 2030년대 중반 가동이 목표다. 지난해 8월 가동을 시작한 중국의 ‘장...