마르티뉘스 펠트만

요약 네덜란드의 입자물리학자. G.엇호프트와 함께 와인버그 등의 전자기력과 약력의 표준이론을 증명하였으며, 이 연구성과는 ‘통일장이론’을 다듬어가는 징검다리를 마련하여 준 것으로 평가되었다.

1960년대에 네덜란드의 위트레흐트 대학 물리학 교수가 되어 1971년 같은 대학의 대학원생으로 박사학위 논문을 준비하고 있던 G.엇호프트에게 당시 물리학적으로 완벽하게 증명되지 않았던 와인버그 등의 (電磁氣力)과 약력(弱力)의 표준이론을 증명해 볼 것을 권유하여 이를 실현시켰다. ‘통일장이론’을 이루는 바탕이 되는 중력, 전자기력, 약력, 강력 등 우주 4대의 힘 가운데 전자기력과 약력을 동시에 설명할 수 있는 표준이론은 물질의 미시세계에서 작용하는 힘을 설명하는 것이다. 1967년에서 1970년대 초에 이미 와인버그, 살람, 글래쇼 등 3인에 의하여 제시되어 일반에게 알려지게 되었다. 그러나 이들의 이론을 물리학적으로 계산할 경우 무한대값이 나오는 난점 때문에 학계에서 인정을 받지 못하였었다.

엇호프트의 지도교수로서 표준이론 연구에 동참한 벨트만은 엇호프트가 ‘전자기력과 약력의 재규격화(renomalization)’ 문제를 해결하자 1971년 엇호프트와 공동으로 표준이론에 관한 논문을 발표하여 와인버그 등의 연구성과인 표준이론이 이론적으로 오류가 없음을 치밀한 수치를 통해 증명하였으며, 이로써 와인버그 등 3인은 1979년 노벨물리학상을 공동으로 수상하게 되었다. 벨트만과 엇호프트가 이 이론에서 제시한 계산값은 유한대값이 나온다는 것을 증명한 것으로 이 계산값은 1990년대 이후 유럽공동가속기연구소(CERN)가 약력에 작용하는 매개입자(媒介粒子)인 (boson)을 만들어 냈을 때에도 정확하게 들어맞아 실험적으로도 완벽하게 검증되었다. 벨트만과 엇호프트의 연구성과는 세계 물리학자들의 오랜 꿈인 ‘통일장이론’을 다듬어가는 징검다리를 마련하여 준 것으로 평가되었다.

그러나 공동으로 표준이론을 증명하는 등 한때 사제지간으로 절친하였던 벨트만과 엇호프트는 그 후 서로 자신이 더 많은 공을 세웠다고 주장하여 사이가 나빠진 것으로 알려졌다. 결국 벨트만은 1981년 미국으로 건너가 미시간대학으로 자리를 옮겼고, 대학원생이던 엇호프트는 위트레흐트 대학에 남아 물리학 교수가 되었다. 1999년 10월 스웨덴 한림원은 벨트만과 엇호프트를 1999년도 노벨물리학상 공동수상자로 선정하고 이들이 "전자기력 및 약력의 양자역학적 구조를 규명한 공로로 수상하게 되었다"고 밝혔다. 하림원은 또 이들의 연구 결과가 다른 과학자들에게 새로운 입자의 특성 예측 등에 사용될 수 있는 이론적 장치를 제공하여 주었다고 평가하고 유럽과 미국의 분자가속기연구소에서 최근 실시된 실험을 통해 이들의 계산이 옳은 것으로 확인되었다고 덧붙였다.