2026 카블리상: 우주의 충돌, 마법의 각도, 그리고 기억을 만드는 뇌 속 단백질 공장

노르웨이 과학한림원은 2026년 카블리상(Kavli Prize)을 우리 은하의 숨겨진 폭력적 과거부터 미래 전자 기기의 핵심이 될 원자 단위의 마법, 그리고 우리가 배우고 기억할 수 있게 하는 분자 기계에 이르는 연구를 수행한 10명의 연구자에게 수여했습니다. 격년제로 천체물리학, 나노과학, 신경과학 분야에 수여되는 이 상의 부문별 상금은 100만 달러(한화 약 13억 5천만 원)이며, 해당 분야 수상자들이 공동으로 나누어 갖습니다 .

천체물리학: 우리 은하의 격렬한 가족사

수상자: 바실리 벨로쿠로프(케임브리지 대학교, 영국), 아미나 헬미(흐로닝언 대학교, 네덜란드), 로드리고 이바타(프랑스 국립과학연구원/스트라스부르 천문대) .

수상 업적: "계층적 강착을 통해 우리 은하가 형성되었음을 증명하는 과거 은하 합병의 화석 증거를 발굴한 공로" .

2026년 천체물리학상은 은하계의 고고학자라 할 수 있는 세 명의 과학자에게 돌아갔습니다. 이들은 지난한 작업 끝에 우리 은하가 폭력적인 성장 과정을 겪었음을 밝혀냈습니다. 우리 은하가 고요한 고립 속에서 형성된 것이 아니라, 수십억 년 동안 더 작은 위성 은하들을 삼키며 성장했고, 이 고대 충돌의 흔적이 방대한 '화석 기록'으로 남아 있다는 것을 증명한 것입니다 .

연구팀은 주로 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 위성이 수집한 수백만 개 별의 정밀한 위치, 운동, 화학적 지문 데이터를 활용하여 뚜렷한 '별의 흐름(stellar streams)'을 식별했습니다. 이 흐름은 우리 은하의 중력에 의해 갈가리 찢긴 왜소 은하들이 길게 늘어져 천천히 용해되고 있는 잔재들입니다 . 이들은 마치 탐정처럼 하늘 전체에 걸쳐 이 흐름들을 추적함으로써, 이 별의 흐름들을 일종의 중력 탐침으로 이용해 우리 은하의 암흑 물질 분포를 지도화했습니다 .

공식 발표에 따르면, 수상자들은 3개 대륙에 걸친 9개의 서로 다른 국적을 대표합니다 . 언론 공개 자료에는 벨로쿠로프(영국), 헬미(네덜란드), 이바타(프랑스)의 국적이 명시되어 있습니다 .

나노과학: 살짝 비튼 '마법'

수상자: 에바 Y. 안드레이(러트거스 대학교, 미국), 파블로 자릴로-에레로(매사추세츠 공과대학(MIT), 미국), 앨런 H. 맥도널드(텍사스 대학교 오스틴, 미국) .

수상 업적: "트위스트로닉스(Twistronics) 분야를 확립한 기초 연구" .

나노 세계에서 2026년의 상은 마치 연금술처럼 들리는 발견에 수여되었습니다. 세 명의 물리학자들은 원자 한 층 두께의 탄소막인 그래핀 두 장을 포개고, 한쪽을 다른 쪽에 대해 특정한 '마법의 각도'인 약 1.1도로 회전시키면, 각각의 층에서는 존재하지 않던 기이한 전자적 특성이 나타난다는 것을 보여주었습니다 .

이론 물리학자 앨런 맥도널드는 2011년, 두 층의 그래핀을 이처럼 정밀한 각도로 비틀면 전자들의 에너지 지형이 평평해져 이국적인 양자 현상을 위한 놀이터가 만들어질 것이라고 예측했습니다 . 이후 파블로 자릴로-에레로와 그의 연구팀은 2018년에 이를 실험적으로 증명하여, 단순히 전자 밀도를 변화시키는 것만으로 이 물질이 절연체와 초전도체(전기 저항이 0인 상태) 사이를 오가는 것을 관찰했습니다 . 에바 안드레이는 주사 터널링 현미경(STM)을 이용한 기초 연구를 통해, 이러한 전자적 특성들이 뒤틀린 원자 배열로부터 어떻게 나타나는지를 직접 시각화했습니다 .

현재 '트위스트로닉스'로 알려진 이 분야는 재료 공학의 새로운 패러다임을 열었습니다. 이제 과학자들은 화학적 조성을 바꾸는 대신, 기하학적인 비틀림을 제어함으로써 물질을 새로운 양자 상태로 강제할 수 있게 되었습니다. 이는 더욱 강력한 초전도체와 혁신적인 전자 소자로 가는 길을 열어줍니다 .

신경과학: 기억의 법칙을 다시 쓰다

수상자: 크리스틴 홀트(케임브리지 대학교, 영국), 켈시 C. 마틴(사이먼스 재단, 미국), 에린 슈만(막스 플랑크 뇌연구소, 독일 / 유니버시티 칼리지 런던(UCL), 영국), 오스왈드 스튜어드(캘리포니아 대학교 어바인, 미국) .

수상 업적: "뉴런에서의 국소적 단백질 번역을 발견하고, 이것이 뇌 발달과 가소성에 중요함을 입증한 공로" .

신경과학상은 고전적인 생물학 가설을 뒤집었습니다. 수십 년 동안 지배적이었던 가설은 뉴런이 필요한 모든 단백질을 중심 세포체에서 만들어 멀리 떨어진 시냅스까지 운반한다는 것이었습니다 . 그러나 이 네 명의 과학자들은 뉴런이 훨씬 더 우아한 시스템을 가지고 있다는 것을 증명했습니다. 바로 시냅스 기능에 필요한 특정 단백질을 필요가 발생한 바로 그 시냅스 옆에서 직접 현지 생산한다는 사실입니다 .

이 발견은 학습과 기억을 이해하는 데 근본적인 전환점이 되었습니다. 시냅스가 자극을 받으면, 이 신속한 국소 단백질 합성을 통해 먼 핵에서 오는 명령을 기다리지 않고도 해당 연결 부위가 독립적으로 강화되거나 약화될 수 있습니다. 이것이 바로 뇌 가소성의 분자적 기초를 제공합니다 . 홀트, 마틴, 슈만, 스튜어드의 연구는 종합적으로, 단백질을 만드는 세포 내 기계인 리보솜이 수상돌기와 축삭에 상주하며, 이러한 국소적 합성이 발달 중인 뇌가 스스로를 올바르게 연결하고 성인의 뇌가 새로운 경험에 적응하는 데 결정적이라는 것을 보여주었습니다 .

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올해의 세 카블리상은 각각 은하가 어떻게 만들어지는지, 물질을 어떻게 제어할 수 있는지, 그리고 뇌가 어떻게 기억하는지에 대한 근본적인 패러다임을 바꾼 연구에 경의를 표합니다. 2026년 수상자들은 오는 9월 노르웨이 왕실이 주재하는 오슬로 시상식에서 총 100만 달러(부문별)의 상금을 받게 됩니다 .