현대 양자물리학의 오랜 난제를 해결한 인도계 과학자가 '노벨상의 등용문'으로 불리는 울프상을 받았다.
펜실베이니아 주립대학교의 자이넨드라 K. 자인 교수가 '복합 페르미온'(composite fermions) 이론을 정립한 공로로 제임스 아이젠스타인, 모르데하이 헤이블럼과 함께 2025년 울프상 물리학 부문 공동 수상자로 선정됐다. 인도계 물리학자가 이 상을 받은 것은 처음이다.
자인 교수의 이론은 1980년대 초반 발견된 '분수 양자 홀 효과'를 설명하는 열쇠를 제공했다. 당시 과학자들은 극저온의 강한 자기장 환경에서 전자의 전기 전도도가 정수가 아닌 분수 형태로 나타나는 현상을 관측했으나 그 원리를 규명하지 못했다.
자인 교수는 1989년, 전자가 자기 선속 양자(magnetic flux quanta)와 짝을 이뤄 '복합 페르미온'이라는 새로운 유형의 입자처럼 행동한다는 혁신적인 이론을 제시했다.
이 이론은 복잡한 다체 문제를 기존 물리학 원리로 설명할 수 있는 길을 열었다. 현재 수백 개의 양자 홀 상태가 복합 페르미온 이론을 통해 해석되고 있으며, '자인 상태', '자인 서열' 등의 용어는 학계 표준으로 자리 잡았다.
특히 자인 교수의 이론이 제시한 여러 예측은 이후 실험을 통해 반복적으로 검증되며 그 타당성을 입증했다. 이는 이론물리학에서 최고의 성과로 평가받는 요소다.
복합 페르미온 이론은 30여년이 지난 지금도 위상 물질, 양자컴퓨팅 등 최첨단 물리 연구의 핵심 개념으로 활용되며 과학계에 지속적인 영향을 미치고 있다.
자인 교수는 인도 라자스탄의 가난한 마을에서 태어나 어린 시절 사고로 평생 보조기구를 사용해야 하는 장애를 얻었지만, 학업에 정진해 세계적인 물리학자로 성장했다.