△고려대학교 세종캠퍼스 가속기과학과 이수형 연구교수 

뮤온 이상 자기 모멘트 초정밀 측정 국제 공동연구단 일원

고주파 전기장 기반 뮤온 빔 진동 억제 연구로 실험 정밀도 향상에 기여

 

고려대학교 세종캠퍼스(부총장 양지운) 가속기과학과 및 가속기연구센터 소속 이수형 연구교수가 2026 브레이크스루상 기초물리학상(Breakthrough Prize in Fundamental Physics)을 수상했다.

 

브레이크스루상 재단(Breakthrough Prize Foundation)은 지난 4월 18일, 미국 로스앤젤레스 산타모니카 바커 행거(Barker Hangar)에서 제12회 시상식을 개최하고 CERN, 브룩헤이븐 국립연구소(BNL), 페르미 국립가속기연구소(FNAL)의 뮤온 g-2(muon g-2) 실험 공동연구단에 기초물리학상을 수여했다. 시상 총액은 300만 달러, 한화 약 45억 원 규모이며 전체 공저자들에게 균등 배분되었다.

 

브레이크스루상은 세르게이 브린, 마크 저커버그·프리실라 찬 부부, 유리·줄리아 밀너 부부, 앤 워직키 등이 2012년 공동 설립한 세계 최대 규모의 과학상이다. 생명과학, 기초물리학, 수학 분야에서 매년 각 300만 달러의 상금을 수여하며 ‘과학계의 오스카’로도 불린다. 2026년 시상에서는 총 6개 메인 부문에 1,875만 달러, 한화 약 280억 원이 지급됐으며, 역대 누적 수상액은 3억 4,500만 달러를 돌파했다.

 

뮤온 g-2 실험은 기본 입자인 뮤온의 이상 자기 모멘트(anomalous magnetic moment)를 극한의 정밀도로 측정하고, 이를 현재 입자물리학의 표준모형 예측값과 비교하는 실험이다. Fermilab에서 수행된 최종 결과는 127 ppb(parts-per-billion, 10억분의 1)의 정밀도를 달성했으며, 이는 사상 최고의 측정 정확도로 기록됐다.

 

이수형 연구교수는 미국 페르미 가속기연구소 뮤온 g-2 실험에 참여해 고주파 전기장을 적용한 뮤온 빔의 집단 베타트론 진동(coherent betatron oscillation, CBO) 억제 연구에 기여했다. 해당 연구는 실험 과정에서 발생할 수 있는 뮤온 빔의 진동을 효과적으로 줄여 측정 정밀도 향상에 중요한 역할을 했다.

 

브레이크스루상 재단은 “이번 연구 수십 년에 걸쳐 뮤온 이상 자기 모멘트 측정에 선구적으로 기여하고, 실험적 정밀도의 한계를 끌어올려 표준모형 너머의 물리학을 탐구하는 새로운 시대를 열었다”고 전했다.

△실험장치

한편, 이수형 연구교수는 가속기용 빔 위치 모니터(Beam Position Monitor, BPM) 개발 및 RF 신호처리 분야를 연구하고 있다. 기초과학연구원(IBS) 액시온 및 극한상호작용 연구단(CAPP) 재직 시절 미국 페르미 가속기연구소 뮤온 g-2 실험에 참여했으며, CAPP의 액시온 탐색 실험 중 CAPP-8TB 실험의 팀 리더로도 활동했다.