입자물리학과 노벨상의 관계

노벨상 (Nobel Prize)에 관심있는 사람들 중에 물리학 분야에 관심이 있는 사람이라면 알만한 내용일거라 생각한다.

 

새로운 입자를 발견하면 그 공로로 노벨상을 많이 받아왔다는 사실.

 

그런데 정말로 얼마나 많은 물리학자들이 새로운 입자를 발견해서 노벨상을 받았을까를 물어본다면 아마도 대부분의 사람들은 많이 알려진 몇몇 케이스만 기억할 것이다.

 

비하인드 스토리도 많은 새로운 입자의 발견, 그리고 그에 대한 보상같은 노벨상은 정말로 얼마나 관련이 있을까를 한번 정리해보고자 한다. 입자물리에서 표준모형 (Standard Model)을 적용할 때 입자라고 하면 물질을 이루는 물질입자 (matter particle 또는 fermion), 물질간의 상호작용을 일으키는 매개입자 (force carrier 또는 boson)과 힉스 보존 (Higgs boson)으로 분류가 되는데, 숫자가 아주 많지는 않다.

 

새로운 입자를 발견한다기 보다 이론상 존재하는 입자를 발견하거나 그와 관련된 아주 기본적인 발견을 중심으로 노벨상을 받은 연구가 상당히 많다. 대표적인 몇 가지를 꼽아보면,

 

2020년 일반상대성이론 (general relativity)를 뒷받침하는 블랙홀 관측

*2019년 우주론 (cosmology)과 우주에서 지구의 위치에 관한 발견

*천문학적인 관측 뿐 아니라 입자물리학을 기본으로 하는 이론천문학이 인정받았다고 볼 수 있음

2017년 LIGO 검출기를 통해 관측된 중력파 (gravitational wave)

2015년 중성미자 (neutrino)의 oscillation 관찰 (뉴트리노가 질량을 가질 때 일어나는 현상)

2013년 힉스보존 (Higgs boson)/메카니즘의 발견

2011년 우주팽창 (expansion of the Universe)이 가속되고 있다는 관측

2008년 쿼크(quark)의 존재를 뒷받침하는 이론

2006년 우주마이크로파배경복사 (cosmic microwave radiation)의 관측

2004년 강한 상호작용 (strong interaction) 이론을 뒷받침하는 증명

2002년 우주 중성미자 (cosmic neutrino) 측정

1995년 타우 렙톤 (tau lepton)과 중성미자 (neutrino) 발견

1990년 쿼크 (quark) 모델 개발에 대한 공헌

1984년 약력 매개 입자인 W, Z 입자 발견

1979년 약력 (weak force) 이론에 대한 공헌과 약한중성전류 (weak neutral current) 예측

1976년 J/psi 입자 발견

1965년 양자전기역학 (quantum electrodynamics)에 관한 공헌

1959년 반양성자 (antiproton) 발견

1950/1949년 중간자 (meson) 이론과 발견

1945년 파울리의 배타원리 (exclusion principle)

1939년 로렌스의 사이클로트론 발명과 인공 방사능 물질 개발

1936년 양전자 (positron) 발견

1935년 중성자 (neutron) 발견

1922년 보어의 원자의 구조 설명

1921년 아인슈타인의 이론물리학에 대한 업적 및 광전자효과 (photoelectric effect) 발견

1901년 뢴트겐의 x-ray 발견