2026년 노벨 물리학상 수상자인 프란시스 할전 ‘아이스큐브 뉴트리노 관측소’ 연구 책임자. 로이터연합뉴스
2026년 노벨물리학상은 ‘유령 입자’로 불리는 뉴트리노(중성미자) 관측 연구에 크게 기여한 벨기에 태생의 미국 물리학자 프란시스 할전(82) 미국 위스콘신매디슨대 석좌교수에게 돌아갔다. 노벨물리학상이 단독 수상자에게 수여된 것은 1992년 조르주 샤르파크 이후 34년 만이다.
6일(현지 시간) 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 “아이스큐브(IceCube) 뉴트리노 관측소에 대한 결정적 기여와 천체물리학적 기원의 고에너지 뉴트리노 발견” 공로를 인정해 할전을 올해 노벨물리학상 수상자로 선정했다고 발표했다. 상금은 1200만 스웨덴크로나(약 16억1000만 원)다.
할전은 남극 아문센-스콧 남극점 기지에 구축된 세계 최대 규모의 뉴트리노 검출시설 ‘아이스큐브 뉴트리노 관측소’를 이끌어왔다. 뉴트리노는 초신성 폭발 등 거대한 우주 현상에서 생성되는 기본 입자다. 다른 물질과 거의 상호작용하지 않아 지구나 인체도 대부분 그대로 통과해 관측이 극도로 어려워 ‘유령 입자’로 불린다.
할전은 1988년 남극 얼음 속에 센서를 설치해 뉴트리노를 검출하자는 아이디어를 제시했다. 뉴트리노가 얼음 속 물질과 드물게 충돌하면 전하를 띤 입자가 생성되고, 이 입자가 얼음 속 빛의 속도보다 빠르게 움직일 때 푸른빛의 ‘체렌코프 광’이 발생한다. 이를 센서로 포착해 뉴트리노의 에너지와 이동 방향을 역추적한다.
고에너지 뉴트리노는 극히 드물어 관측을 위해 방대한 검출 장치가 필요하다. 아이스큐브는 약 1㎦, 즉 한 변이 1㎞인 정육면체에 해당하는 남극 얼음을 검출기로 활용한다. 수천 개의 광학 센서는 지표면 아래 약 1450~2450m에 설치돼 있다.
할전이 이끄는 연구진은 이 관측망을 활용해 우주에서 날아온 고에너지 뉴트리노를 처음 확인했다. 이후 태양계 밖 천체에서 기원한 뉴트리노까지 관측하면서 블랙홀과 초신성 등 고에너지 천체 현상을 연구하는 ‘뉴트리노 천문학’의 길을 열었다. 노벨위원회는 이를 계기로 우주 뉴트리노 발생원을 추적하는 연구가 본격화됐다고 평가했다.
할전은 노벨위원회와의 통화에서 수상을 예상하지 못했다며 “지금 연구 제안서를 준비하고 있는데 이번 수상이 그 제안서가 승인되는 데 도움이 되기를 바란다”고 말해 웃음을 자아냈다.
올해 노벨상 수상자 발표는 5일 생리의학상에 이어 이날 물리학상까지 진행됐다. 앞으로 7일 화학상, 8일 문학상, 9일 평화상, 12일 경제학상 수상자가 발표된다.
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