노벨물리학상 화학상 수상업적

◆물리학

올해 노벨물리학상은 양자 유체를 발견해 현대물리학분야에서 새로운 이론적 개념을 개발한 미스탠퍼드대 로버트 러프린 교수 등 3명에게 돌아갔다.

이들은 엄청나게 강력한 자기장과 극저온 상태하에서 극소량의 전하를 띤 새로운 전자상태, 즉양자유체가 존재한다는 사실을 처음으로 발견하고 이를 이론적으로 명쾌하게 설명한 공로를 인정받았다.

다시 말해 양자물리학의 '양자홀 효과'를 발견한 공로를 인정받은 것으로 보면된다. 초전도체나액체헬륨에서 발생하는 것과 마찬가지로 강력한 자기장에서도 전자는 일종의 양자유체로 응축이가능하다는 사실을 발견한 것.

어떤 물체에 자기장을 걸어주면 물체의 성질이 변한다는 것이 홀효과인데, 엄청나게 강한 자기장과 극저온의 갈륨-비소 반도체에 강한 자기장을 걸면 전자들이 역시 특이한 행동을 보인다는 현상이 이들에 의해 처음으로 밝혀졌다.

이들의 공로는 '현실응용'가치보다는 학문적으로 지대한 영향을 미쳤다는데서 찾아야 할 것 같다.즉 이들의 업적이 양자물리학의 획기적인 발전이나 현대물리학의 여러 분야에서 중요한 새로운이론적 개념들을 도출해낼 수 있는 토대가 될 수 있다는 점을 인정받은 것이다.이들의 연구가 없었다면 고체물리학, 입자물리학, 통계물리학 분야에서 새로운 양자유체라는 전자상태가 존재한다는 사실이 밝혀지지 않았을 것이다.

◆화학

올해 노벨화학상은 이론화학을 컴퓨터 기술과 접목시켜 미지의 물질을 미리 알 수 있는 방법을개발한 미국의 월터 콘, 존 포플 교수에게 돌아갔다.

분자의 성질 등을 복잡한 실험을 거치지 않고도 컴퓨터로 계산해 알아낼 수 있는 획기적인 방법을 프로그램화 해 화학자들에게 제공한 공로를 인정받았다고 보면 될 것 같다.결국 물질의 기본성질을 알 수 있게 하는 이른바 '슈뢰딩거 방정식'을 푸는 컴퓨터 프로그램을체계화한 것.

슈뢰딩거 방정식은 분자의 성질을 방정식으로 풀어 알아내는 것인데, 이 방정식을 풀면 직접 화학적인 실험과정 없이도 분자의 색깔이나 크기 등을 설명할 수 있을 뿐 아니라 미리 예측도 가능하다고 한다.

화학자들은 과거에는 이 복잡다기한 미분방정식을 손으로 직접 풀어왔다. 물론 그 방정식이 너무복잡하면 풀 도리가 없었다.

이런 화학자들의 '영원한 고민'을 바로 이들이 해결해 준 셈이다. 콘교수는 지난 64년부터 이 방정식을 풀 수 있는 '전자밀도함수이론'을 꾸준히 발전시켜 왔고, 영국 케임브리지대 수학자출신인포플교수는 이런 이론에 근거를 두고 지난 70년 '가우션'이란 회사를 창립해 이 방정식을 풀기위한 컴퓨터 프로그램을 개발해 냈다고 한다.

서울대 화학과 김명수교수는 "일일이 손으로 풀어야 했던, 그마저도 난해하면 풀지도 못했던 슈뢰딩거방정식을 손쉽게 풀 수 있는 컴퓨터 프로그램을 체계화, 분자의 성질과 화학반응의 결과등을 알거나 예측할 수 있게 했다"고 말했다.