교양인을 위한 노벨상 강의 : 물리학상편

책머리에_노벨상의 배경과 역사

1. 2008년ㅣ난부 요이치로
우주의 탄생의 비밀에 다가간 '자발적 대칭성 파괴'

2. 2008년ㅣ고바야시 마코토, 마스카와 도시히데
우주에 물질은 왜 존재하는가?

3. 2007년ㅣ페터 그륀베르크, 알베르 페르
거대자기저항 발견이 초래한 기술혁신

4. 2004년ㅣ앤서니 레깃
초저온과 초유동의 양자역학적 세계

5. 2002년ㅣ고시바 마사토시
중성미자천문학 탄생을 향한 거대한 전진

6. 2001ㅣ칼 위먼, 에릭 코넬, 볼프강 케테를레
차갑게 더욱 차갑게, 한없이 차갑게
★수상자 인터뷰_칼 위먼
★수상자 인터뷰_볼프강 케테를레

7. 2000년ㅣ잭 킬비
직접회로 발명이 이끈 21세기의 기술

8. 1987년ㅣ카를 뮐러, 게오르크 베드노르츠
고온초전도의 미래에 대한 약속

9. 1984년ㅣ카를로 루비아
위크보손을 발견한 '거대과학' 연구자

10. 1983년ㅣ윌리엄 파울러
스타더스트, 무거운 원소는 어떻게 생성되는가?

11. 1983년ㅣ수브라마니안 찬드라세카르
백색왜성과 블랙홀을 둘러싼 인도인 물리학자의 투쟁

부록_역대 노벨 물리학상 수상자
찾아보기(인명, 용어)

고바야시와 마스카와 두 사람은 1972년 여름 논문을 완성해 이듬해 2월 교토대학이 발행하는 물리학 잡지에 게재했다. 그 논문 한 편이 그 후의 소립자물리학 역사에 엄청난 영향을 미쳤다. 그들의 예언은 점차 현실화되었다. 제4의 쿼크는 1974년에 발견되었고, 제5의 쿼크는 1977년에 발견되었으며, 마지막 톱쿼크도 1995년 그 존재가 확인되었다. 그리하여 우주의 물질을 구성하는 기본적인 구성요소는 여섯 종류의 쿼크와 경입자라는 사실, 새로운 쿼크가 지닌 양자수에 의해 우주의 대칭성에 본질적으로 파괴가 일어난다는 사실이 밝혀졌다. 고바야시와 마스카와의 연구 업적이 스톡홀름의 노벨위원회에 의해 평가되기까지는 35년이라는 긴 시간이 필요했다.

지난 1세기 동안 많은 물리학자가 더욱 낮은 온도를 만들고 그보다 더 낮은 극저온을 실현하는 연구에 전념했다. 물리학자의 목표는 단지 낮은 온도를 실현하는 게 아니라, 초저온 및 극저온 상태에서만 모습을 나타내는 미지의 물리환경에 대한 탐색이었다. 이 분야의 걸출한 연구자 가운데 한 사람인 볼프강 케테를레는, 만약 우리가 태양 표면에서 생활하고 있었다면 다양한 자연현상을 알지 못했을 거라고 상상하고, 그런 상황을 다음과 같이 표현했다. “거기서는 냉장고를 발명하지 않는 한 기체만 보게 되며, 액체나 고체는 결코 보지 못한다.”

노벨위원회는 2000년도 노벨 물리학상 수상자로 ‘기초과학과 응용기술의 관련성’이라는 관점에서 기술개발에 가장 공헌한 연구자 세 사람을 선정했다. 미국인 물리학자 잭 킬비, 러시아인 물리학자 조레스 알페로프, 독일계 미국인 물리학자 허버트 크뢰머. 킬비는 집적회로 발명을 인정받아 상금의 절반을 받았고, 나머지 두 사람은 반도체 헤테로구조 개발을 인정받아 각각 4분의 1을 받았다. 2000년도 수상자 세 사람은 40년 전 이른바 ‘실리콘 반도체 시대’ 초기에 이룩한 업적을 평가받았다. 킬비는 77세였고 알페로프는 70세였으며 크뢰머는 72세로, 일반적인 퇴직연령을 훨씬 웃돌았다.