2025년 노벨물리학상은 '새로운 규모에서 양자역학을 연구'한 공로로 존 클라크, 미셸 드보레, 존 마티니스에게 돌아갔다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 전기회로에서의 거시적 양자역학 터널링과 에너지 양자화에 대한 발견 공로로 존 클라크, 미셸 데보레, 존 마르티스에게 올해 노벨 물리학상을 수여하기로 결정했다고 7일 발표했다.
이들은 1984년과 1985년에 특정 조건에서 저항이 사라지는 초전도체 회로를 활용해 실험을 수행했다. 연구팀은 저항이 0인 초전도체 사이에서 얇은 절연층을 삽입한 '조셉슨 접합' 구조를 구현하고 전류를 흘려보냈다.
고전물리학에 따르면 에너지 장벽에 갇힌 입자는 장벽을 넘어갈 수 없지만, 이 시스템은 마치 벽을 통과하듯 장벽을 뚫고 나가는 '양자 터널링' 현상을 보였다. 또 연속적인 값이 아닌 사다리처럼 띄엄띄엄 떨어진 특정 값의 에너지만을 흡수하고 방출하는 '에너지 양자화' 특성도 보였다.
조셉슨 접합을 기반으로 한 초전도 회로는 미래 전략기술로 주목받는 양자컴퓨터의 기본 단위인 '큐비트'를 만드는 핵심 기술의 원형이 됐다.
노벨위원회는 "100년 된 양자역학이 계속해서 새로운 놀라움을 선사한다는 사실을 축하할 수 있어 기쁘다"며 "양자역학은 모든 디지털 기술의 기초이므로 매우 유용하다"고 설명했다. 또 이들의 연구가 양자컴퓨터뿐 아니라 양자 암호화, 양자 센서 등 차세대 양자 기술 개발의 문을 열었다고 평가했다.
수상자들은 상금 1100만 스웨덴 크로나(약 16억4000만원)를 3분의 1씩 나눠서 받게 된다.
노벨 물리학상은 1901년부터 올해까지 모두 119차례 수여됐다. 6차례(1916년, 1931년, 1934년, 1940~42년) 수상자를 내지 못한 것을 제외하면 매년 수상자를 배출해왔다.
최초의 노벨 물리학상은 X선을 발견한 독일의 빌헬름 콘라트 뢴트겐(1901년)이 받았다.
가장 유명한 노벨 물리학상 수상자로는 알베르트 아인슈타인(1921년)으로, 그는 빛의 입자성을 규명한 공로로 노벨상을 받았다.
노벨 물리학상을 2차례 수상한 인물은 미국의 존 바딘이 유일하다. 1956년 반도체 연구와 트랜지스터 발명, 1972년 초전도 이론으로 노벨상을 받았다.
현재까지 여성 수상자는 5명에 불과한데, 라듐과 폴로늄을 분리하는 데 성공한 마리 퀴리(1903)가 가장 잘 알려져 있다.
김수영 한경닷컴 기자 swimmingk@hankyung.com
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