올 노벨물리학상 힉스 교수가 말하는 ‘신의 입자’

“1961년 당시 과학계에서 화제를 모으고 있었던 난부 요이치로(2008년 노벨 물리학상 수상)와 제프리 골드스톤의 논문을 읽었습니다. 두 사람이 발표한 ‘난부-골드스톤 정리’는 획기적이었지만 모든 입자에 질량을 주는 새로운 입자가 새로 필요하다는 과제가 있었죠. 그걸 밝혀 보자고 결심했고, 그것이 곧 모든 것의 시작이었습니다.”

8일 오전(현지시간) 스웨덴 스톡홀름대 ‘아울라 마그나홀’. 바버라 캐넌 스웨덴 한림원장이 “어둠을 빛으로 바꾼 사람, 근원에 대한 인류의 관심과 호기심에 조명을 비춘 사람”이라고 소개하자 올해 노벨물리학상 공동 수상자인 피터 힉스 에든버러대 교수가 천천히 단상에 올라갔다. 노벨 주간의 하이라이트로 꼽히는 노벨 강연(그해 노벨상 수상자들의 대중 강연)을 위해서였다. ‘신의 입자’를 예측하고 이름까지 붙인 과학자의 강연을 들으려는 사람들로 1000석이 넘는 좌석은 물론 통로도 발 디딜 틈이 없었다.

노벨 강연에서 수상자들은 자신의 수상 업적이 된 논문을 대중에게 쉽게 설명하는 것이 관례다. 하지만 힉스 교수는 다른 강연자들과 달리 파워포인트조차 준비하지 않았다. 힉스 교수는 내성적인 성격으로 언론이나 대중 앞에 서는 것을 꺼리는 것으로 유명하다. 커다란 화면에는 힉스 교수가 준비해 온 원고가 덩그러니 떴고 그는 중간중간 농담과 부연 설명을 해 가며 차분하게 원고를 읽어 나갔다.

강연의 당초 제목은 ‘골드스톤 정리 피하기’였지만 실제 강연은 자신이 힉스 입자의 존재를 예측할 수 있었던 과정과 도움을 준 사람들과의 에피소드로 가득 채워진 ‘회고 연설’에 가까웠다.

힉스 교수는 자신이 논문을 쓰게 된 계기를 설명하면서 한국계 물리학자인 벤 리(이휘소) 박사와의 인연을 소개했다. 그는 “1961년부터 아이디어는 있었지만 너무 특이한 얘기라 쉽게 꺼내지 못했는데 1964년 벤 리 박사와 그의 스승인 에이브러햄 클라인 교수가 입자에 대한 새로운 해석을 내놓은 것을 보고 논문을 써내려 갔다”고 밝혔다. 1972년까지 이름이 없었던 입자에 힉스의 이름을 붙인 것이 바로 이휘소 박사로 알려져 있다.

힉스 교수는 자신의 이론이 유일하거나 완벽하지 않았다고 강조했다. 그의 논문은 1964년 6월 발표됐는데 이해에만 비슷한 주장을 담은 논문을 발표한 과학자가 공동 수상자인 프랑수아 앙글레르 브뤼셀대 교수와 이미 세상을 떠난 로버트 브라우트 브뤼셀자유대 교수 등 6명이나 됐다. 그는 “우리 모두의 이론은 완벽하지 않았고 오류가 있었는데 몇 년 뒤 스티븐 와인버그(1979년 노벨 물리학상 수상) 교수가 이를 수정했다”고 말했다. 현대 물리학은 어느 한 사람의 힘으로 이뤄진 것이 아니라 수많은 사람들의 생각이 모여 이뤄졌다는 것이다.

힉스 교수의 논문은 발표 이후 한동안 주목받지 못했다. 심지어 그가 같은 해 7월 저널에 투고한 힉스 입자에 대한 후속 논문은 곧바로 게재를 거절당했다. 힉스 교수는 “그 편집장은 게재 거절 사유로 ‘이건 입자물리학이 아니다’라고까지 했다”며 웃었다.

힉스 교수의 강연은 기묘한 인연으로 마무리됐다. 그는 “노벨상을 받게 해 준 논문은 두 개였는데 논문 발표 이후 20년이 지난 1984년, 연구를 시작한 동기가 된 난부 요이치로 교수를 처음 만났다”면서 “또 두 논문의 게재를 결정한 편집위원도 모두 난부 교수였다는 점을 뒤늦게 알게 됐다”고 말했다. 난부 교수가 없었다면 학계의 비주류였던 힉스 교수의 논문은 영원히 묻혔을 것이고 ‘힉스 입자’ 역시 오늘날 다른 이름으로 불리고 있을지 모르는 일이다.

글 사진 스톡홀름 박건형 기자

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