물질을 이루는 가장 작은 단위인 쿼크(quark)들 사이에 ‘용수철’ 같은 힘이 있어 상호 결합시키는 원리를 밝혀낸 세 명의 미국 과학자에게 올해 노벨 물리학상이 돌아갔다.이같은 연구의 ‘단초’를 제공한 사람이 한국인 과학자여서 더욱 주목된다.

스웨덴 왕립과학원은 5일 미국 샌타바버라 캘리포니아대 데이비드 그로스(63) 교수와 캘리포니아공대 데이비드 폴리처 교수,매사추세츠공대(MIT) 프랭크 윌첵(53) 교수 등 3명을 올해의 노벨 물리학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다.

왕립과학원은 이들이 원자핵 내의 색력(color force·또는 강력·쿼크들을 결합시키는 힘)이 양성자와 중성자 내 쿼크들 사이에서 작용한다는 이론적 성과를 이뤄내 ‘만물의 이론(Theory of Everything)’을 찾아내고자 하는 과학의 꿈을 실현하는 데 한 걸음 다가서게 했다고 선정 이유를 밝혔다.

세 사람은 1973년 발표한 논문에서 색력의 이론적 논리를 처음 구명했다.기존 전자기적 입자에는 양과 음 두 가지 힘만 존재하는 반면 쿼크에는 색력이라는 한 가지 힘이 더 존재한다는 사실을 알아낸 것이다.

이들의 연구에 따르면 색력은 쿼크들이 가까이 있을 때는 약해지고 멀어지면 강해지는 성질이 있다.

예컨대 탁자 위에서 회전하는 동전 무게의 80%는 쿼크간 상호작용으로 생기는 것이다.

김제완 서울대 물리학과 명예교수는 “색력은 쿼크 사이에 용수철이 있다고 연상하면 이해하기 쉽다.”면서 “쿼크들이 가까이 있으면 용수철의 영향을 받지 않고 자유롭게 움직이지만 멀어지면 용수철의 당기는 힘이 강해진다.”고 설명했다.

김 교수는 “색력이라는 개념을 처음 도입한 주인공은 다름아닌 한국인 재미 과학자 노스캐롤라이나대 한무영 교수”라고 소개했다.그로스 교수 등이 한 교수의 모델을 수학적인 계산을 통해 이론으로 확립했다는 설명이다.

안미현 황장석기자 hyun@seoul.co.kr