세계적인 입자물리학회지 ‘유러피안 피지컬 저널C’에 한국의 한 과학자가 논문 두 편을 보낸 사실이 뒤늦게 알려졌다. 양동봉(53) 표준반양자물리연구원 원장은 2006년 5월과 12월에 ‘3종류의 중성미자 질량과 관계식’ ‘새로운 게이지 대칭성과 보존원리’ 등의 내용을 담은 논문을 보냈다.

심사 기간은 통상 2개월이지만, 양 원장의 논문은 13개월이 넘도록 ‘리뷰’ 중이다. 논문이 통과된 것도 아니고 심사 중이란 사실이 뭐가 대수롭냐고 하겠지만, 국내 과학계는 흥분을 감추지 못하고 있다. 한국표준과학연구원 방건웅 책임연구원(공학박사)은 “이 논문은 지금까지 실험물리학자들이 측정하지도 못한 3종류의 중성미자 질량과 이들간의 관계식을 세계 최초로 밝힌 것”으로 “노벨 물리학상이 기대된다”고 밝혔다.

현재 이 논문은 고(故) 이휘소 박사의 제자 중 한 사람인 하기와라(Hagiwara K.) 씨가 심사하고 있다. 방 박사는 “하기와라는 세계적인 입자물리학자”라며 “그가 이 논문을 거절하지 않고 계속 붙들고 있다는 것 자체가 뉴스 감”이라고 말했다. 학자들은 하기와라 박사가 입자물리학계에 끼칠 영향 때문에 신중하게 검토하고 있을 것으로 분석한다. 입자가속기도 돌리지 않고 이론적으로 질량을 계산했다는 것은 입자물리학계의 ‘빅뱅’이 아닐 수 없다.

3종류 중성미자 관계식… 노벨 물리학상 기대

국내 학자들이 더 놀라워하는 것은 그가 국제적으로 통용되는 물리량(단위)을 통일했다는 점이다. 양 원장은 자신이 독자적으로 발견한 공준(公準) ‘c(광속)=h(플랑크 상수)=s(시간)=1’을 통해 국제표준단위인 질량, 길이, 시간, 광도, 물질량, 전류, 온도 등을 광자(光子)의 개수로 표현하는 데 성공했다.

학창 시절 이후 물리공부에서 손뗀 독자라면 이해하기 힘들겠지만, 양 원장의 이론을 통해 앞으로 질량이나 길이를 나타내는 ‘kg’ ‘m’ 단위를 사용하지 않아도 된다고 보면 쉽다.

단위는 우리가 당연한 듯 받아들이고 있지만 사실 실험으로 찾아낸 것이고, 실험값은 계속 변한다. 예컨대 1m는 프랑스 파리에 보관된 이리듐 백금 합금으로 만든 1m 원기(原器)가 기준이었으나 지금은 빛이 진공에서 3억분의 1초 동안 진행한 거리로 정의한다.

이를 통해 알 수 있는 사실은 단위 자체가 자연현상을 설명하는 것이고, 과학자들이 인위적으로 만들었다는 것이다. 단위의 개념과 기준은 시대에 따라 계속 바뀐다. 물리학계에 따르면 현재 단위들을 자연 상수와 연관해 다시 정의하자는 주장이 나오고 있으며, 실제 2011년엔 질량의 정의를 바꿀 것으로 예상하고 있다.

양 원장은 이런 논의에 앞서 7개의 단위를 모두 숫자로 바꾸는 데 성공했다. 이를 통해 그는 물리학에서 사용하는 모든 방정식의 진위를 검증할 수 있는 방법을 개발했다. 단위를 모두 숫자로 바꿨으니, 방정식의 진위는 등호(=)를 만족하는 숫자가 좌변과 우변에 있는지만 확인하면 되는 것이다.

단국대학교 부총장이자 전기전자공학 박사인 오명환 교수는 “양 원장의 발견은 수학자 라이프니츠, 괴델과 노벨 물리학상을 받은 파인만을 비롯해 수많은 선대 물리학자들이 시도했던 꿈의 검증방식”이라며 “자연현상을 표현하는 미터법 단위를 C(전하), V(전위), m(길이) 등 3개의 조합으로 분석해 숫자로 바꾼 것은 물리학계에 엄청난 충격을 줄 것”이라고 평가했다.

그의 이론이 산업계에서 활용하는 수준까지 나아간다면 어떤 일이 벌어질까. 한국생산기술연구원 신소재본부 이상목 박사는 “단위의 기원을 이해하고 이들의 관계를 밝힌다면 산업적 가치는 상상의 범위를 넘어선다”며 “정보, 컴퓨터, 재료, 소립자, 생체공학 등에 끼칠 영향이 막대할 것”이라고 말했다.

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