남극 빙하를 검출기 삼아 우주 관측… 노벨물리학상 34년 만에 단독 수상

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유용하 기자

수정 2026-10-07 00:19

입력 2026-10-07 00:19

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벨기에 태생 美물리학자 할젠 교수

남극 빙하를 이용해 중성미자를 검출함으로써 우주의 기원을 탐구한 벨기에 출신 미국 연구자가 2026년 노벨 물리학상을 단독 수상했다. 물리학상 단독 수상은 34년만이다.

스웨덴 왕립과학아카데미 노벨 위원회는 6일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 프란시스 할젠(82) 미국 위스콘신 메디슨대 교수를 선정했다고 밝혔다. 노벨위원회는 “남극 중성미자 검출기 ‘아이스큐브’ 건설에 대한 결정적 기여를 하고 이를 통해 우주 기원 고에너지 중성미자 발견을 이끌어 냈다”며 선정 이유를 밝혔다.

할젠 교수의 연구 분야는 전통적인 입자물리학과 천체물리학이 융합된 ‘입자 천체물리학’이자 신흥 연구 분야인 ‘다중신호 천문학’에 속한다. 이렇게 새로운 융합 연구 분야는 집단 연구가 일반적이기 때문에 할젠 교수의 단독 수상은 이례적이다. 아원자 입자 추적 검출기를 고안해 입자물리학 분야에 진전을 이룬 것으로 평가받아 1992년 노벨 물리학상을 수상한 프랑스의 조르주 샤르파크가 가장 최근 물리학상 단독 수상자다. 샤르파크는 입자 검출기를 만들어 수상했고 할젠은 남극 얼음을 거대한 중성미자 검출기로 활용한 공로로 수상하면서 34년을 사이에 둔 두 단독 수상이 모두 검출기 혁신에 돌아갔다는 점도 눈길을 끈다.

중성미자(뉴트리노)는 전기적 전하가 없고 질량도 거의 존재하지 않아 다른 물질과 반응하지 않고 그대로 통과하는 이른바 ‘유령 입자’다. 중성미자는 우주 공간의 그 어떤 물질에도 방해를 받지 않고 지구까지 일직선으로 날아오기 때문에 중성미자를 포착해 궤적을 역추적하면 초기 우주 상태를 파악할 수 있다. 유령 입자를 검출하기 위해 할젠 교수는 방해 전파와 지진이 없는 거대한 천연 얼음 덩어리인 남극 빙하 자체를 검출기로 활용하자는 혁신적 아이디어를 제시했다. 그의 주도하에 남극점 지하에 건설된 아이스 큐브 관측소는 최대 2450m 깊이 얼음 속에 86개의 케이블, 5160개의 광학 모듈을 심어 만든 부피 1㎦의 거대한 중성미자 검출기다. 2011년 완공돼 2013년에 우주 기원 고에너지 중성미자의 존재를 최초로 입증해 냈다.

이번 노벨 물리학상 수상자인 할젠 교수는 1200만 스웨덴크로나(16억 128만원)를 받는다.

유용하 과학전문기자

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