리제 마이트너: 핵분열을 규명하고도 노벨상에서 제외된 천재

 

리제 마이트너, 그녀는 어떻게 핵분열을 규명했을까요? 20세기 가장 중요한 과학적 발견 중 하나인 원자핵 분열을 최초로 이론적으로 규명했지만, 안타깝게도 노벨상의 영광에서는 제외된 여성 과학자 리제 마이트너의 삶과 업적을 조명해 봅니다.

 

여러분은 '역사가 잊은 과학자' 하면 누가 떠오르시나요? 교과서에는 수많은 남성 과학자들의 이름이 빼곡하지만, 그들의 위대한 발견 뒤에는 이름 없이 사라져 간 여성 과학자들도 적지 않았죠. 오늘은 바로 그런 분 중 한 명, 어쩌면 가장 안타까운 이름일지도 모르는 '리제 마이트너(Lise Meitner)'에 대해 이야기해 보려고 해요. 😊

핵분열. 이름만 들어도 거대하고 강력한 에너지가 떠오르죠. 실제로 인류의 역사를 바꾼 이 발견의 시작에 그녀가 있었습니다. 하지만 정작 그 공로를 인정받아야 할 순간, 그녀는 철저히 외면당했습니다. 과연 그녀에게 무슨 일이 있었던 걸까요?

리제 마이트너, 그녀는 누구인가? 🤔

리제 마이트너는 1878년 오스트리아 빈에서 유대인 가정의 8남매 중 셋째로 태어났습니다. 어릴 적부터 수학과 과학에 뛰어난 재능을 보였지만, 당시 여성에게는 고등 교육의 문이 활짝 열려있지 않았죠. 하지만 그녀는 포기하지 않았어요.

그녀는 빈 대학교에서 물리학 박사 학위를 취득한 몇 안 되는 여성이 되었고, 물리학의 새로운 중심지였던 독일 베를린으로 향합니다. 그곳에서 당대 최고의 물리학자 막스 플랑크의 강의를 들으며 연구에 대한 열정을 불태웠죠. (사실 플랑크조차 처음엔 여성이 자기 강의에 들어오는 것을 탐탁지 않아 했다고 해요.)

💡 알아두세요!
리제 마이트너가 베를린에 도착했을 때, 프로이센의 대학들은 공식적으로 여학생을 받지 않았습니다. 그녀는 카이저 빌헬름 연구소에서 일할 때도 처음 1년 동안은 정식 연구원이 아닌 '무급 객원' 신분으로, 심지어 지하실에 있는 목공소에서 실험해야 했습니다. 여성이라는 이유만으로요.

바로 이 연구소에서 그녀는 운명의 동료이자 훗날 그녀에게 깊은 상처를 안기게 되는 화학자, **오토 한(Otto Hahn)**을 만납니다. 물리학자였던 마이트너와 화학자였던 오토 한은 서로의 부족한 부분을 완벽하게 보완해 주며 무려 30년 동안 방사성 물질을 함께 연구하는 최고의 파트너가 됩니다.

 

운명을 가른 발견, 핵분열 📊

1930년대, 과학계의 화두는 '중성자'였습니다. 과학자들은 원자핵에 중성자를 충돌시키면 더 무거운 원소가 만들어질 것이라(초우라늄 원소) 기대하며 너도나도 이 실험에 뛰어들었죠. 마이트너와 오토 한 팀 역시 이 연구에 매진하고 있었습니다.

하지만 1938년, 그녀의 삶을 송두리째 바꾼 사건이 터집니다. 나치가 오스트리아를 병합하면서 오스트리아 국적의 유대인이었던 마이트너는 당장 독일을 탈출해야 하는 신세가 된 거죠. 그녀는 동료들의 도움을 받아 빈손으로 스웨덴으로 망명길에 오릅니다.

베를린에 홀로 남은 오토 한은 실험을 계속했지만, 결과는 도무지 이해할 수가 없었습니다. 우라늄(원자번호 92번)에 중성자를 쏘았는데, 기대했던 무거운 원소가 아니라 훨씬 가벼운 바륨(원자번호 56번)이 검출되었기 때문이죠. 화학자인 그로서는 이 현상을 설명할 방법이 없었습니다. 그는 다급하게 스웨덴에 있는 마이트너에게 편지를 보냅니다. "이 결과가 도대체 무엇을 의미하는지 물리학적으로 설명해 주시오."

크리스마스 연휴, 망명지에서 우울한 시간을 보내던 리제 마이트너는 조카이자 물리학자였던 오토 프리슈(Otto Frisch)와 함께 오토 한의 편지를 검토합니다. 그리고 마침내 인류사를 바꿀 결론에 도달하죠. 우라늄 원자핵이 중성자를 흡수하여 불안정해진 뒤, 두 개의 가벼운 원소(바륨과 크립톤)로 **'쪼개졌다'**는 것! 그리고 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출된다는 사실까지 계산해 냅니다. 이것이 바로 '핵분열(Nuclear Fission)'의 발견이었습니다.

 

왜 그녀는 노벨상에서 제외되었나 😥

이 엄청난 발견의 공로는 당연히 오토 한과 리제 마이트너 모두에게 돌아가야 했습니다. 실험적 증거를 발견한 오토 한, 그리고 그 현상의 본질을 꿰뚫어 본 리제 마이트너의 완벽한 합작품이었으니까요.

하지만 1944년, 노벨 화학상 수상자 명단에는 오토 한의 이름만 단독으로 올랐습니다. 노벨 위원회는 핵분열의 '화학적' 증거를 발견한 오토 한의 공로만을 인정한 것입니다. 리제 마이트너의 결정적인 '물리학적' 기여, 즉 핵분열이라는 개념 자체를 정립한 공로는 완전히 무시되었습니다.

많은 역사가들은 오토 한이 나치 치하에서 유대인 동료와 공동 연구를 했다는 사실을 밝히기 꺼렸고, 수상 이후에도 마이트너의 기여를 의도적으로 축소했다고 비판합니다. 그가 망명지에 있는 마이트너를 '조수'나 '협력자' 정도로만 언급하며 공로를 독차지했다는 것이죠.

⚠️ 복잡한 배경
여기에는 단순한 오토 한의 배신 외에도 복잡한 이유가 얽혀있습니다. 나치라는 정치적 상황, 유대인이라는 인종적 편견, 그리고 당시 과학계에 만연했던 뿌리 깊은 성차별이 모두 작용했습니다. 노벨 위원회조차 물리학자인 마이트너가 '화학상' 분야에 기여했다는 사실을 제대로 평가하지 못했습니다.

 

그녀가 남긴 진정한 유산 👩‍🔬

핵분열의 발견은 곧바로 제2차 세계대전과 맞물려 '맨해튼 프로젝트'라는 이름의 원자폭탄 개발로 이어졌습니다. 아이러니하게도 이 발견의 핵심 공로자인 리제 마이트너는 "나는 폭탄 따위와는 아무 상관도 하고 싶지 않다"며 프로젝트 참여를 단호히 거절했습니다.

전쟁이 끝난 후, 언론은 그녀에게 '원자폭탄의 어머니'라는 별명을 붙였지만, 그녀는 평생 이 별명을 싫어하며 과학의 윤리적 사용을 강조했습니다. 노벨상은 받지 못했지만, 그녀의 진정한 위대함이 드러나는 대목이죠.

📌 마이트너륨 (Mt)
그녀의 업적은 후대에 와서야 제대로 인정받았습니다. 1997년, 국제 순수 응용 화학 연합(IUPAC)은 109번 원소의 이름을 '마이트너륨(Meitnerium)'으로 명명했습니다. 이는 여성 과학자의 이름을 딴 몇 안 되는 사례로, 노벨상보다 더 큰 영예로 여겨지기도 합니다.

 

리제 마이트너의 업적 요약 📚

그녀의 삶과 업적은 한마디로 정의하기 어렵지만, 다음과 같이 요약해볼 수 있습니다.

사례 주인공의 상황

• 핵분열 이론 최초 규명: 오토 한의 실험 데이터를 물리학적으로 해석하여 '핵분열'이라는 개념과 그 에너지 방출 원리를 최초로 제시했습니다.
• 방사성 동위원소 발견: 오토 한과 함께 프로트악티늄(Pa)을 포함한 여러 방사성 동위원소를 발견했습니다.
• 과학계의 유리천장 타파: 여성이 고등 교육은 물론 연구직조차 갖기 힘들었던 시대에, 독일 최초의 여성 물리학 교수가 되는 등 여성 과학자의 길을 개척했습니다.
• 과학 윤리 실천: 자신의 발견이 무기로 사용되는 것을 거부하며 과학자의 사회적 책임을 강조했습니다.

 

마무리: 우리가 그녀를 기억해야 하는 이유 📝

리제 마이트너는 노벨상이라는 세속적인 인정보다 더 중요한 가치, 즉 진리에 대한 순수한 탐구와 과학자로서의 윤리적 양심을 지킨 인물입니다. 그녀의 삶은 불의와 편견 속에서도 꿋꿋이 자신의 길을 걸어간 한 위대한 과학자의 초상 그 자체죠.

물론 오토 한의 업적을 폄하할 수는 없습니다. 하지만 리제 마이트너라는 퍼즐 조각 없이는 '핵분열'이라는 위대한 그림이 완성될 수 없었다는 사실 또한 분명합니다.

 

💡

리제 마이트너 핵심 요약

✨ 여성 과학자의 선구자: 독일 최초의 여성 물리학 교수가 되는 등 여성의 과학계 진출에 앞장섰습니다.

📊 핵분열 이론적 규명: 오토 한의 실험 결과를 해석하여 우라늄 원자핵이 쪼개지는 '핵분열'임을 최초로 규명했습니다.

😥 노벨상 수상 불발:

핵분열 발견의 결정적 기여에도 불구, 오토 한만 노벨 화학상을 수상하고 마이트너는 제외되었습니다.

👩‍🔬 진정한 과학자의 길: '원자폭탄의 어머니' 칭호를 거부하고 109번 원소 '마이트너륨'에 이름을 남겼습니다.

그녀의 이름은 노벨상 수상자 명단이 아닌 원소 주기율표에 영원히 새겨졌습니다.

자주 묻는 질문 ❓

Q: 리제 마이트너가 정확히 한 일은 무엇인가요?

A: 오토 한이 실험에서 발견한 '바륨'의 정체를 설명하지 못할 때, 그것이 바로 우라늄 원자핵이 쪼개진 결과(핵분열)임을 물리학적으로 계산하고 이론을 정립한 사람입니다. 즉, 현상을 발견한 것이 오토 한이라면, 그 현상이 무엇인지 '규명'한 것은 리제 마이트너입니다.

Q: 오토 한과는 사이가 완전히 틀어졌나요?

A: 노벨상 수상 이후 둘의 관계는 예전 같지 않았습니다. 마이트너는 오토 한이 나치 시절에 대해 침묵하고 자신의 공로를 적극적으로 인정하지 않는 것에 대해 서운함과 실망감을 표현하는 편지를 보내기도 했습니다. 하지만 두 사람은 말년까지 교류를 이어가긴 했습니다.

Q: 리제 마이트너가 '원자폭탄의 어머니'로 불리는 것을 거부한 이유는 무엇인가요?

A: 그녀는 자신의 순수한 과학적 발견이 인류를 파괴하는 무기를 만드는 데 쓰이는 것을 극도로 경계했습니다. 맨해튼 프로젝트 참여 제안도 거절했으며, 평생 과학의 평화적 이용과 과학자의 윤리적 책임을 강조했습니다.

Q: 마이트너륨은 무엇인가요?

A: 원소기호 Mt, 원자번호 109번의 인공 원소입니다. 1997년 그녀의 업적을 기리기 위해 공식적으로 '마이트너륨'이라는 이름이 붙여졌습니다.

Q: 그녀는 노벨상 외에 다른 상은 받았나요?

A: 네, 노벨상보다 명예롭다고 불리는 '엔리코 페르미 상'을 1966년에 오토 한과 공동 수상했습니다. 이 외에도 막스 플랑크 메달 등 다수의 상을 받으며 말년에는 어느 정도 명예를 회복했습니다.

리제 마이트너의 이야기는 과학적 업적뿐만 아니라, 시대를 초월한 용기와 양심에 대해서도 다시 한번 생각해 보게 만드네요. 여러분의 생각은 어떠신가요? 궁금한 점은 댓글로 물어봐주세요~ 😊