노벨상이 놓친 과학자들
우젠슝은 노벨상 수상 이론을 증명했습니다. 조슬린 벨 버넬은 펄서를 발견했습니다. 하지만 둘 다 그 공로로 상을 받지 못했습니다. 실제로 무슨 일이 일어났고, 그 이유는 무엇인지 알아보겠습니다.
1956년 12월, 물리학자 우젠슝은 컬럼비아 대학교 연구실에서 휴일을 보내며 절대 영도에 가까운 온도로 냉각된 방사성 코발트-60에 대한 실험을 진행했습니다. 그녀는 패리티라고 불리는 자연의 기본적인 대칭성이 원자핵 내부에서도 실제로 성립하는지 시험하고 있었습니다. 결과는 그렇지 않았습니다. 우의 실험 결과는 자연이 아원자 규모에서 선호하는 방향이 있다는 것을 보여주었으며, 이는 다음 해인 1957년에 노벨 물리학상이 수여될 만큼 중요한 발견이었습니다. 이 상은 아이디어를 제안하고 그녀에게 실험을 요청했던 두 이론가에게 돌아갔습니다. 그들의 주장이 옳았음을 증명하는 실험을 수행한 우에게는 돌아가지 않았습니다.
11년 후, 바다 건너편에서 케임브리지 대학원생 조슬린 벨 버넬은 자신이 직접 건설을 도왔던 전파 망원경의 수 마일에 달하는 기록지에서 이상하고 규칙적인 신호를 발견했습니다. 1.337초마다 도착하는 이 신호는 당시 하늘에서 알려진 어떤 것보다도 빠르고 규칙적이었습니다. 그녀는 빠르게 회전하는 중성자별인 펄서를 발견했으며, 이는 천문학에서 가장 유용한 도구 중 하나가 되었습니다. 이 발견으로 수여된 1974년 노벨상은 천문학 분야에서 최초로 수여된 상이었지만, 그녀의 지도교수에게 돌아갔습니다.
우가 실제로 증명한 것
1956년 10월, 이론 물리학자 리정다오와 양전닝은 패리티, 즉 자연이 거울상과 동일하게 행동한다는 가정이 방사성 붕괴와 같은 약한 핵 상호작용에서는 실제로 테스트된 적이 없다고 주장하는 논문을 발표했습니다. 비록 모든 곳에서 성립한다고 가정되었지만 말입니다. 컬럼비아 대학에서 리의 동료이자 이미 당대 가장 엄격한 실험 물리학자 중 한 명으로 인정받던 우는 자신의 연구를 제쳐두고 이를 테스트했습니다. 그녀의 팀은 강한 냉각으로 스핀이 정렬된 코발트-60 핵이 스핀 축을 따라 양방향으로 베타 입자를 동일하게 방출하는지 측정했습니다. 결과는 그렇지 않았습니다. 1956년 12월 말에 그녀가 측정한 불균형은 약한 상호작용에서 패리티 보존이 성립하지 않음을 증명했으며, 이는 우주의 기본 대칭에 대한 물리학자들의 이해를 재편하는 결과였습니다. 그녀의 경력 동안 우는 노벨상 후보에 스물세 번이나 올랐지만 한 번도 수상하지 못했습니다.
벨 버넬이 실제로 발견한 것
벨 버넬은 앤서니 휴이시의 박사 과정 학생으로, 퀘이사의 섬광 또는 반짝임을 감지하도록 설계된 전파 망원경 건설을 돕고 있었습니다. 매달 거의 100미터에 달하는 기록지 종이를 손으로 훑어보던 중, 그녀는 '약간의 지저분한 흔적'이라고 부른 이상한 흔적을 발견했고, 거의 완벽한 규칙성으로 맥동하는 근원을 추적했습니다. 그녀와 휴이시는 자동차, 위성, 장비 오작동으로 인한 간섭을 배제하는 데 몇 주를 보냈고, 반쯤 농담으로 이 신호를 LGM(Little Green Men)이라고 불렀습니다. 그러다 벨 버넬이 하늘의 다른 곳에서 두 번째로 유사하게 규칙적인 맥동 신호원을 발견했고, 이는 이 신호가 인공적인 것이 아니라 자연적인 것임을 증명하는 증거였습니다. 이 물체들은 펄서, 즉 초당 여러 번 회전하며 등대처럼 지구를 향해 방사선 빔을 쏘는 중성자별로 밝혀졌습니다. 이 발견으로 1974년 노벨상은 휴이시와 동료 천문학자 마틴 라일에게 수여되었습니다. 벨 버넬은 인터뷰에서 당시 연구 학생들이 노벨 위원회로부터 인정받지 못하는 것이 일반적이었기 때문에 누락에 대해 불만을 품지 않는다고 말했습니다.
단순한 두 가지 고립된 사례가 아닌 패턴
노벨상 규정은 단일 상을 세 명의 수상자로 제한하고, 사후 수상은 금지하며, 연초 마감일 이전에 제출된 추천에 의존합니다. 우의 결정적인 결과는 1957년 2월에 발표되었는데, 그 해 추천 마감일 불과 몇 주 전이었습니다. 역사적 추천 기록에 따르면 그녀나 패리티 위반을 확인한 다른 팀들도 제때 추천되지 않았습니다. 상의 역사에 대한 통계 연구에 따르면 우와 벨 버넬의 경우처럼, 측정 작업을 수행한 실험가나 학생보다 이론가나 지도교수가 공로를 인정받는 결과는 우연이 아니라 구조적인 패턴으로 취급될 만큼 자주 반복됩니다. 벨 버넬은 결국 다른 곳에서 영예를 안았습니다. 2018년 그녀는 300만 달러의 특별 브레이크스루 기초 물리학상을 수상했으며, 이 상금 전액을 물리학 분야에 진출하는 소외 계층을 위한 장학금으로 기부했습니다.
삽화가 있는 이야기로 들려주는
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자주 묻는 질문
우젠슝은 노벨상을 수상한 적이 있나요?
아니요. 그녀는 1956-57년 패리티 보존을 부정하고 리와 양에게 1957년 노벨상을 안겨준 이론을 실험했음에도 불구하고, 경력 동안 노벨 물리학상 후보에 스물세 번이나 올랐지만 한 번도 수상하지 못했습니다.
조슬린 벨 버넬은 펄서 발견으로 노벨상을 받지 못한 이유는 무엇인가요?
펄서 발견으로 인한 1974년 노벨 물리학상은 당시 대학원생이었고 실제 발견을 한 벨 버넬이 아닌 그녀의 지도교수 앤서니 휴이시와 동료 천문학자 마틴 라일에게 돌아갔습니다. 그녀는 공개적으로 이에 대해 불만을 품지 않는다고 말했으며, 2018년 특별 브레이크스루 상을 포함하여 다른 주요 영예를 안았습니다.
간단히 말해 펄서란 무엇인가요?
펄서는 빠르게 회전하는 중성자별입니다. 이는 거대한 별이 폭발한 후 남겨진 극도로 밀도가 높은 붕괴된 핵으로, 등대처럼 회전할 때마다 지구를 향해 방사선 빔을 쏘아 보냅니다. 벨 버넬은 1967년 정확하게 규칙적인 전파 펄스를 통해 첫 번째 펄서를 감지했습니다.