헤라르뒤스 엇호프트

요약 네덜란드의 물리학자. M.벨트만 교수의 권유로 연구를 시작하여 전자기력과 약력의 재규격화 문제를 해결하면서 와인버그 등의 연구성과인 ‘전기자력과 약력의 통합이론’이 이론적으로 오류가 없음을 증명하였다.

네덜란드의 덴 헬데르에서 태어났다. 위트레흐트대학교에서 물리학을 공부함으로써 과학도의 길에 들어섰다. 위트레흐트 대학 대학원에 재학하고 있던 1971년 같은 대학 물리학 교수인 M.벨트만 교수의 권유로 물리학적으로 완벽하게 증명되지 않고 있던 와인버그 등의 (電子氣力)과 약력(弱力)의 상호작용이론을 증명하기 위한 연구에 들어갔다. 우주의 4대 힘으로 불리우는 중력, 전기자력, 약력, 강력을 하나로 묶어 설명하는 ‘통일장이론’은 미완성 상태에 있으나, 4대 힘 가운데 전자기력과 약력을 동시에 설명할 수 있는 이론은 1967년에서 1970년대 초에 이미 와인버그, 살람, 글래쇼 등 3사람에 의하여 이미 제기되었었다. 그러나 와인버그 등의 이론은 수학적인 뒷받침이 미흡하여 물리학적으로 완벽하게 증명되지 않은 상태여서 학자들은 자신들의 논문에 이 이론을 인용하기를 꺼려왔다.

엇호프트는 몇 개월에 걸친 연구 끝에 전자기력과 약력의 재규격화(renormalization) 문제를 해결하여 천재적 학자로 주목을 받았다. 지도교수 벨트만과 엇호프트는 1971년 공동으로 이 이론에 관한 논문을 발표하여 와인버그 등의 연구성과인 ‘전기자력과 약력의 통합이론(표준이론)’이 이론적으로 오류가 없음을 증명하였다. 와인버그 등 3사람은 이로써 1979년도 노벨물리학상을 수상하게 되었다 그리고 엇호프트와 벨트만이 이 이론에서 제시한 계산값은 1990년대 이후 유럽공동가속기연구소(CERN)가 약력의 작동에 관여하는 매개입자인 (boson)을 만들어냈을 때 정확히 들어맞아 실험적으로도 완벽하게 검증되었다. 엇호프트의 연구분야는 ‘순수물리학 중의 순수물리학’이라고 할 만큼 물리학의 기초를 이루고 있으며, 그의 연구성과는 물리학자들의 꿈인 ‘통일장이론’을 다듬어가는 징검다리를 마련해 것으로 평가되었다.

1999년 10월 스웨덴 한림원은 엇호프트와 벨트만을 노벨물리학상 공동수상자로 선정하고 이들이 “에서 전자기력과 약력을 통일적으로 설명하는 표준이론을 증명하여 의 통일이론을 세우는 데 크게 기여하였다”고 선정 이유를 밝혔다. 두 사람은 와인버그 등이 노벨상을 수상한지 20년만에 그들의 이론을 증명한 공적으로 같은 상을 받게 된 것이다. 한편, 엇호프트는 물리학자들도 이해할 수 없을 정도로 난해하다는 그의 이론을, 알기 쉽게 재정립하여 학계에서 공인 받는 데에 결정적 역할을 한 것으로 알려진 한국의 물리학자 (李輝昭:1935∼1977)를 각별히 존경하여 1979년 이휘소 추모강연에 참가하기 위하여 한국에 왔었다. 또, 서울대학 물리학과의 BK21 과제인 ‘초끈이론과 양자중력’의 공동연구(1999∼2006)에 참여하였다.