액체·고체·기체 아닌 ‘위상 물질’ 연구…초전도체·양자컴퓨터 개발 단초 마련

올해 노벨 물리학상은 액체, 고체, 기체라는 3가지 상태와는 전혀 다른 새로운 물질 상태와 그 성질을 발견한 영국 출신의 미국 응집물리학자들에게 돌아갔다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 4일(현지시간) 노벨 물리학상 수상자로 데이빗 사울리스(왼쪽·82) 미국 워싱턴대 교수, 던컨 홀데인(가운데·65) 프린스턴대 교수, 마이클 코스터리츠(오른쪽·74)브라운대 교수 3명을 선정했다고 밝혔다. 노벨위원회는 3명의 과학자가 위상 상전이와 위상물질을 이론적으로 발견해 새로운 개념의 초전도체와 양자컴퓨터 개발의 단초를 마련했다고 평가했다.

매년 노벨과학상 수상자 예측을 내놓는 톰슨로이터를 비롯해 많은 사람들이 올해 노벨물리학상은 ‘금세기 최고의 발견’으로 알려진 중력파를 검출하는데 아이디어를 제공한 킵 손 미국 칼텍 명예교수, 로널드 드레버 칼텍 명예교수, 라이너 와이스 MIT 명예교수 3명에게 돌아갈 것으로 예상했다. 이 같은 예상은 지난 2월 11일 중력파 발견이 공식 발표된 이후 계속 이어져 왔다. 이 때문에 수상자가 발표됐던 스웨덴 왕립과학원 강당에서는 ‘예상 외’라는 분위기가 지배적이었다.

사울리스 교수는 1934년 영국 비어스덴에서 태어나 1958년 미국 코넬대에서 박사학위를 받은 뒤 초전도 현상과 핵입자 내 다양한 움직임에 대한 이론적 연구를 해 온 대표적인 고체물리학자다. 사울리스 교수는 1990년에 프레(pre)노벨상으로 알려진 울프상을 수상하기도 했다.

코스터리츠 교수는 1942년 영국 에버딘 출신으로 1969년 영국 옥스퍼드대에서 박사학위를 받은 뒤 사울리스 교수와 함께 1차원과 2차원 간 변형이 발생할 때 나타나는 물질의 변화를 설명하는 ‘코스터리츠-사울리스 전이’이론을 발표하기도 했다. 사울리스 교수와 코스터리츠 교수는 영국 버밍엄대 물리학과 사제지간인 것으로 알려졌다.

1951년 영국 런던에서 태어난 홀데인 교수는 옥스퍼드대에서 박사학위를 받아 1차원 공간에서 전자가 액체처럼 행동하는 ‘루틴저 액체’ 현상과 분수양자홀 효과 등 응집물질과 관련한 다양한 물리이론을 만들었다.

이번 물리학상 수상자들에게는 상금 800만 스웨덴크로네(약 10억 2520만원)가 주어지는데 사울리스 교수가 400만 스웨덴크로네를 받고 나머지 400만 스웨덴크로네는 홀데인 교수와 코스터리츠 교수가 나눠 갖는다.

노벨위원회는 생리의학상과 물리학상 수상자를 발표한 데 이어 5일 화학상, 7일 평화상, 10일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 문학상 수상자 발표는 아직 정해지지 않았다. 시상식은 노벨상을 만든 알프레드 노벨의 사망일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름과 노르웨이 오슬로에서 열린다. 노벨위원회는 “이번 노벨상 수상자의 업적 덕분에 내부는 절연체지만 표면에는 전류가 흐르는 위상절연체 같은 독특한 물질이 있을 수 있다는 걸 알게 됐다”며 “이들의 연구는 매우 기초적인 것이지만 다양한 전자·전기공학적 응용의 단초를 만들었다는 데 의미가 있다”고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr