할젠 교수, 물리학상 단독 수상

2026년 노벨 생리의학상은 칼 다이서로스, 피터 헤게만, 게오르크 나겔 연구자 3인에게 돌아갔다.

이들은 빛에 반응하는 이온 통로를 발견하고 광유전학을 발전시킨 공로로 수상의 영예를 안았다. 이 기술은 빛으로 신경 세포 활동을 조절하여 기억, 감정, 행동 기전을 파악하는 데 기여한다.

초기 유기 발광 다이오드(OLED)는 에너지의 상당 부분이 빛으로 전환되지 못하고 열로 소실되는 한계가 있었다.

스티븐 포레스트와 마크 톰프스는 이리듐과 같은 무거운 금속이 포함된 발광 분자를 이용해 인광을 유도하는 기술을 개발했다. 이 기술은 열로 사라지던 에너지를 빛으로 전환하여 OLED의 효율을 극대화했으며, 특히 빨간색과 초록색 픽셀에 널리 적용되고 있다.

이 기술은 빛을 내지 못하는 상태에 들어간 에너지가 분자 주변의 작은 열 에너지를 받아 다시 형광을 낼 수 있는 상태로 돌아오도록 분자 구조를 설계한 것으로, 열에 의해 활성화되어 늦게 형광을 낸다는 의미를 담고 있다.

니콜라 스폴린은 2000년에 발표한 논문에서 자성과 강유전성이 한 물질 안에서 공존하기 어려운 이유를 전자의 배열로 설명하며 이론적 돌파구를 마련했다.

그는 같은 원자가 자석과 건전지의 역할을 모두 수행하기 어렵다면, 서로 다른 원자가 각 역할을 분담하도록 설계하면 된다는 아이디어를 제시했다.

이 다강체 기술은 적은 전력으로 정보를 저장할 수 있는 차세대 메모리 개발에 응용될 수 있으나, 반복 동작 시 성능 유지와 반도체 공정 적합성 확보가 남은 과제로 지적된다.

스폴린의 이론이 다강체의 공존 원리를 설명했지만, 라메시와 요시노리는 이를 실험적으로 증명하는 데 기여했기에 노벨 위원회의 선택에 관심이 쏠린다.

기존의 홀 효과는 극저온과 강한 외부 자기장이 필수적이었으나, 스위치콘 연구진은 이러한 한계를 극복했다.

연구진은 전류가 물질 안쪽으로는 흐르지 않고 표면이나 가장자리로만 흐르는 위상 절연체에 크롬 원자를 섞어 물질 자체에 자성을 부여했다. 이로써 외부 자기장 없이도 물질 내부에서 전자들이 한쪽 방향으로 움직이는 경로가 형성되어 양자 이상 홀 효과를 구현했다.

양자 홀 효과는 이미 1985년과 1998년에 두 차례 노벨 물리학상으로 이어진 바 있으며, 2016년에는 위상 물질 이론이 노벨상을 수상했다.

이전 양자 홀 효과 연구에서는 극저온과 강한 외부 자기장이 필수적이었다.

이번 스위치콘 연구진의 성과는 외부 자기장 없이도 동일한 현상을 구현했다는 점에서 노벨 위원회가 이를 기존 연구와 차별화되는 새로운 업적으로 인정할지 여부가 수상의 관건이다.

2009년 클라리베이트는 메타물질 연구 분야의 유력 노벨상 후보로 존 팬드리, 데이비드 스미스, 셸던 슐츠 세 명을 선정했다.

그러나 셸던 슐츠는 2017년에 세상을 떠났기 때문에 노벨상 규정에 따라 수상 자격이 없다.

맥도날드 교수의 연구는 그래핀 두 층을 특정 각도로 비틀어 초전도성을 구현하는 것으로, 이는 개인적인 친분과 제자의 인연이 닿아 수상 희망으로 이어진 것이다.

진행자는 2026년 노벨 물리학상 발표 직전, 메타물질 연구 분야가 수상할 것으로 예측했다.

할젠 교수는 천체 물리학 분야에서 고에너지 중성미자를 발견한 공로를 인정받았다.

당초 예상과 달리 공동 수상이 아닌 단독 수상으로 결정되어 이목을 끌었다.

프란시스 할젠 교수는 1980년대부터 남극 얼음에 중성미자 검출기를 설치하는 아이디어를 구상하고 주도했다.

그는 아이스큐브 관측소의 책임자로서 건설과 연구 전반을 이끌었으며, 2013년에는 우주에서 온 고에너지 중성미자를 처음으로 발견하고 발표하는 쾌거를 이루었다.

이 연구는 중성미자를 통해 우주의 신비를 밝히는 데 중요한 기여를 했다.

이번 프란시스 할젠 교수의 아이스큐브 연구는 과거 노벨상을 수상했던 중성미자 연구와 차별점을 가진다.

이전 카미오칸데 등의 연구는 주로 태양이나 초신성에서 방출되는 낮은 에너지의 중성미자를 관측했다.

그러나 아이스큐브 연구는 우주의 가속기 시스템에서 생성된 초고에너지 중성미자를 검출하는 데 초점을 맞춰 연구 주제와 성격이 다르다.

아이스큐브는 입자 물리학과 천문학을 연결하는 새로운 관측 방법을 제시하며 과학계에 큰 영향을 미쳤다.

노벨 물리학상에서 단독 수상은 1992년 이후 34년 만에 처음 있는 일이다.

내일은 중요한 과학 이벤트가 두 가지 예정되어 있다. 누리호 발사가 오전 12시 23분경 진행될 예정이며, 관련 중계는 오전 11시 30분부터 시작된다.

또한, 내일 저녁 6시 15분부터는 노벨 화학상 발표가 예정되어 있어 시청자들의 관심이 집중될 것으로 보인다.