34년 만에 단독 수상 영예

남극 얼음 속 설치 센서로 추적
“새로운 천문학 위한 길 열어” 평가

2026년 노벨물리학상 수상자로 벨기에 출신의 입자물리학자 프랑시스 할젠(82·사진)이 선정됐다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 6일(현지시간) “아이스큐브 뉴트리노(중성미자) 관측소에 대한 결정적 기여와 천체물리학적 기원의 고에너지 중성미자를 발견”의 공로를 인정해 할젠 미국 위스콘신대 매디슨 교수에게 노벨물리학상을 수여한다고 발표했다. 노벨물리학상 단독 수상은 1992년 폴란드 출신 프랑스 물리학자 조르주 샤르파크 이후 34년 만이다. 할젠 교수는 상금으로 1200만스웨덴크로네, 한국 돈으로는 약 16억1000만원을 받는다.

할젠은 전화로 연결된 수상자 발표 기자회견 현장에서 “크게 놀랐고, 당연히 전혀 예상하지 못했다”고 소감을 말했다. 이어 그는 “저는 지금 제안서를 준비하고 있는데, 이번 수상이 그 제안서가 승인되는데 도움이 되기를 바란다”고 말했고, 이를 들은 기자회견 현장에서는 웃음이 터져 나왔다.

할젠 교수는 1944년 벨기에에서 태어나 입자물리학과 중성미자 천문학 분야를 연구해왔다. 그는 중성미자를 이용해 우주를 관측하는 ‘중성미자 천문학’의 길을 열었다는 평가를 받는다. 과거에는 가시광선, X선 등으로만 우주를 바라봤는데, 중성미자도 활용할 수 있게 한 것이다.

할젠 교수는 남극 얼음을 거대한 입자 검출기로 바꾼 세계 최대 규모 중성미자 관측시설 ‘아이스큐브 중성미자 관측소’를 이끈 물리학자로 잘 알려져 있다. 이 관측소는 남극의 약 1㎦에 달하는 얼음 속에 광센서를 설치해 우주에서 날아오는 중성미자를 검출하는 시설로, 2011년부터 가동됐다.

중성미자는 질량이 매우 작고 다른 물질과 거의 상호작용하지 않아 ‘유령 입자’로 불리는 기본 입자다. 중성미자는 지구는 물론 사람의 몸도 끊임없이 통과하지만 대부분 아무런 흔적을 남기지 않아 관측이 매우 어렵다. 다만 극히 일부 중성미자는 빛보다 빠른 속도로 원자핵과 충돌하며 희미한 빛이 나오는 ‘체렌코프 현상’을 만들어낸다. 아이스큐브는 남극 얼음 속에 설치한 센서로 이때 발생하는 희미 빛을 감지해 중성미자의 에너지와 진행 방향 등을 역추적한다. 특히 고에너지 중성미자는 우주에서 빛이나 다른 입자와 달리 이동 과정에서 물질의 영향을 거의 받지 않으면서 블랙홀 주변부 등 기존 관측 방식으로 확인하기 어려웠던 우주 현상을 연구할 수 있는 새로운 수단으로 평가된다.

마크 피어스 노벨물리학 위원회 위원장은 “할젠은 우리에게 환상적인 관측 장비를 선사한 국제 연구진과 엔지니어 팀을 이끌어 왔다. 그의 끈기와 과학적 비전은 새로운 종류의 천문학을 위한 길을 열었다”고 설명했다.