노벨 물리학상 外

#노벨 물리학상 미국의 데이비드 그로스(David J. Gross), 데이비드 폴리처(David Politzer), 프랭크 윌첵(Frank Wilczek)은 우주를 구성하는 최소 입자인 ‘쿼크(Quark)’의 비밀을 알아낸 공로로 올해 노벨 물리학상을 받았다. 이들은 원자핵을 구성하는 쿼크 사이에 존재하는 힘(강력ㆍstrong force)에 대한 중요한 이론적 발견을 제시함으로써 쿼크들간의 상호작용을 설명하고 자연의 이치를 하나의 이론으로 설명하는 데 기여했다는 평가다. 자연계에는 중력ㆍ전자기력ㆍ약력ㆍ강력 등 4개의 힘이 있으며 입자물리학의 역사는 바로 이 4가지 힘을 하나의 이론으로 설명하고자 하는 것이다. 그로스 박사 등이 제시한 이론은 이른바 강력의 새로운 속성인 ‘점근적 자유성(漸近的自由性ㆍasymptotic freedom)’으로 표현된다. 점근적 자유성은 강력이 고(高) 에너지 상태에 놓이면, 즉 쿼크들이 매우 가까이 붙어 있으면 오히려 상호작용이 약해지며 더욱 자유로운 입자운동을 한다는 것이다. 당초 과학자들은 쿼크의 거리가 가까워질수록 강하게 결합한다고 생각했으나 이번에 수정된 셈이다. 이들의 이론은 고에너지에 놓인 강력은 마치 전자기력처럼 설명될 수 있으며 이에 따라 쿼크의 운동을 계산하고 예측할 수 있다는 것을 밝혔다. 중력과는 정반대로 강력은 ‘가까울수록 자유롭다’. 결국 이 발견은 양자색(色)역학(QCD=quantum chromodynamics)이라는 새로운 이론을 발견하는 실마리가 됐다. ##노벨 의학상 미국의 리처드 액설(Richard Axel)과 린다 버크(Linda B. Buck)는 인간의 감각 중 가장 불가사의한 것으로 꼽히는 후각과 관련한 ‘냄새수용체와 후각계의 구조’를 최초로 밝혀내 노벨 의학상을 받았다. 액설과 버크 박사는 1만가지 이상 되는 냄새의 종류를 인간이 어떻게 감지하고 기억하는지에 대한 과정을 규명하고 인간 전체 유전자의 약 3%에 해당하는 1,000여개 후각 관련 유전자군을 발견한 데 가장 큰 공로를 부여할 수 있다. 이는 청각이나 시각과는 달리 선천적 또는 후천적으로 후각을 잃은 환자들에게 새로운 희망을 준 것으로 평가받고 있다. 이들의 연구에 따르면 인간을 비롯한 동물이 냄새를 맡는 메커니즘은 콧속의 점막에 있는 후각 상피세포이며 이 상피세포는 1,000여개의 특별한 후각수용체(유전자)를 갖고 있다. 일단 후각수용체에 감지된 냄새는 신경신호로 바뀌어 뇌의 후각영역에 있는 후각망울에 전달되고 각 냄새의 독자적 특성, 즉 ‘향기롭다’거나 ‘쓰다’ ‘맵다’는 등으로 이를 식별하는 경로를 거치게 된다. 1개의 후각수용체가 담당하는 냄새는 2~3 종류이며 냄새라는 것은 일종의 화학물질이 작용하는 것이어서 그것을 인지하는 수용체가 냄새신호를 받아 뇌의 중추신경계에 전달한다는 설명이다.