The Science Times

물리학자라면 항상 10월쯤 되면 올해의 물리학상은 누가 타게 될까 궁금해지기 마련이다. 그리고 한편으로는 우리나라는 과연 언제쯤 노벨 물리학상을 타게 될까 하며 약간의 위기의식을 느끼기도 한다. 2022년 노벨 물리학상은 양자 얽힘에 관한 실험적 성과 및 양자 정보 분야를 개척한 공로로 프랑스의 알랭 아스페, 미국의 존 클라우저, 오스트리아의 안톤 차일렁거 세 사람에게 수여되었다. 이들 세사람의 연구는 양자컴퓨터, 양자암호학, 양자 순간 이동 등의 양자 기술의 발판을 놓았다는 높은 평가를 받고 있다. 한편, 양자역학이 고전역학과 뚜렷이 구별되는 큰 특징이 “중첩”과 “얽힘” 이라는 현상 때문인데, 바로 이 두 특징이 양자 기술의 핵심이 된다.

냉전 시절 미국과 소련의 우주경쟁 이후 우리는 새로운 뉴스페이스 시대를 맞이하고 있다. 미국의 Space X 사의 상업적 성공과 인공위성의 소형화 및 고성능화, 저궤도 인공위성 수요증가를 바탕으로 우주산업이 떠오르면서, 많은 신생 스타트업 기업들이 로켓개발 및 우주산업으로 뛰어들고 시장을 만들어 가고 있다.

예로부터 인류의 역사에 늘 함께 해 온 음악은 현대사회의 끊임없는 발전과 더불어 우리의 삶에 점점 더 깊이 스며들고 있다. 언제 어디서나 누구나 음악을 쉽게 접할 수 있는 시대, 이제 많은 학자들은 과연 무엇이 음악을 이렇게 오랜 시간 우리 주변에 존재할 수 있게 했는가 하는 근원적인 질문을 품기 시작했다. 음악이 인류에게 미친 긍정적인 영향들을 과학적으로 증명하려는 다양한 시도가 이어지는 최근, 수많은 신경과학 연구의 중심에도 음악이 있다.

전하를 띈 입자가 가속할 때에 전자기파가 발생되는데 이것은 전기장과 자기장이 진동하며 전파된다. 이와 비슷하게 중력파는 질량을 가진 물체가 가속할 때 발생하며 시공간이 진동하며 퍼져나간다. 이 때문에 중력파가 지나갈 때는 두 지점 사이의 거리가 변하게 된다. 하지만 중력은 가장 약한 상호작용이기 때문에 중력파 역시 매우 약하다.

농업기술은 과학기술과 맞물려 꾸준히 발전하고 있지만 아직 우리에게 큰 체감이 되지 않았던 이유는 우리 생활에 있어서 농작물은 소비자였지 생산자가 아니었기 때문이다. 농업 생산자인 농업인도 새로운 농업 기술을 적용해 저비용 대량생산의 시스템을 받아들이기에는 우리나라처럼 지역 특성상 아직 시장이 성숙하지 않은 면도 있었다.

최근 많은 사람들이 이례적으로 뜨거운 겨울과 다양한 이상 기후 현상에 놀라워하고 있다. 이제는 피부로도 느끼게 된 기후변화 문제를 더 이상 방관할 수 없게 되었다. 기후 변화의 가장 큰 요인은 이산화탄소와 같은 온실가스 배출량의 증가다. 기후변화 속도를 완화시키기 위해서는 앞으로 발생할 탄소배출 자체를 감소시키려는 노력도 중요하지만, 이미 대기 중에 배출된 탄소를 지상으로 고정시키려는 노력도 못지않게 중요하다.

딱 30년전 필자는 8년간의 미국생활을 마치고 이태리 트리에스테(Trieste)에 있는 국제이론물리연구소(ICTP)의 연구원으로 가게 되었다. 국제이론물리연구소는 유네스코와 이태리정부의 지원으로 주로 아시아와 아프리카 등 제3세계 이론물리학자들의 연구를 돕기 위해 설립되었고 지금까지도 우리나라를 비롯해 다양한 국가들의 연구자들이 국제학회 등 다양한 행사에 참가하는 곳이다.

지난 달에 한국물리학회가 부산에서 개최되었다. 오랜만에 온라인이 아닌 학회에서 쟁쟁한 분들의 현장 강연을 들을 수 있었다. 2016년 노벨상 수상자인 던컨 홀데인(Duncan Haldane) 교수가 마지막 날 기조 강연을 하면서 젊은 물리학도들에게 자신의 경험과 조언을 남겼다.

2014년에 개봉했던 영화 에서, 주인공 일행은 우주선을 타고 인류가 새로 살 수 있을 만한 행성을 찾으러 나선다. 그중 한 행성에 거의 다 왔을 때, 그 행성계의 중심에 있는 “가르강튀아”라는 거대 블랙홀이 영화 화면 전체를 뒤덮는다. 황금색의 두꺼운 원반과 그 중앙을 길쭉하게 가로지르는 선까지. 이전까지 사람들이 그려오던 블랙홀의 모습과는 너무나도 달랐다.

지난 여름 또한 폭염, 가뭄과 같은 기상 이변이 전 세계에서 일어났다. 이젠 ‘역대급 폭염’, ‘몇 년이래 최악의 가뭄’이라는 단어를 매년 듣는 것은 일상이 되어버린 듯하다. 현 상황을 극복하기 위한 우리의 노력은 이제 선택이 아닌 생존을 위한 의무인 것으로 보인다. 이런 노력의 일환으로 온실가스 배출이 없는 청정에너지원의 개발 역시 큰 주목을 받고 있다. 핵융합에너지는 자연이 선택한 궁극의 청정에너지원이며, 이를 활용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 미래 청정에너지원으로서 핵융합에너지에 대해 간단히 소개하고자 한다.