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최근 물리학계가 새로 등장한 신기한 물질들로 술렁거리고 있다. 수십 년 전 몇몇 물리학자가 존재를 예측한 초고체, 다강체, 모노폴(단극자석)이 처음으로 발견됐거나 만들어졌기 때문이다. 고체와 초유체가 함께 존재하는 초고체는 보통 사람뿐 아니라 물리학자들도 상상하기 어렵다. 강유전성과 강자성이 결합된 다강체도 기존 물리이론이 존재하기 어렵다고 예측한 물질이다. N극과 S극이 따로 존재하는 모노폴은 물리학의 ‘상식’을 벗어나 있다. 초유체, 초전도체 등 과거에등장한 수상한 물질들은 여러 차례 노벨상의 영예를 안았다.



흥미롭게도 초고체와 다강체는 한국인 과학자들이 발견했거나 발전을 이끌고 있다. KAIST 물리학과 김은성 교수는 지난 2004년 초고체의 존재를 처음 보고했고, 같은 해 미국 럿거스대 물리학부 정상욱 교수와 인하대 물리학과 허남정 교수는 자기장에 따라 전기 분극이 완벽하게 바뀌는 다강체를 만드는 데 성공했다.



특집 1파트는 초고체를 둘러싼 치열한 공방과, 공동연구를 위해 일본 이화학연구소에 모인 한미일 과학자들의 목소리를 현장 취재해 담았다. 2파트는 상온 다강체 연구에 매진하고 있는 서울대 물리천문학부 김기훈 교수와 김재욱 박사가 다강체의 개념과 응용을 소개하는 글이다. 3파트는 얼음과 구조가 같은 스핀 아이스라는 물질에서 구현된 모노폴의 흥미진진한 이야기를 다뤘다.



아직 물리학자들에게도 낯선 수상한 물질 삼형제를 만나보자. 5년이나 10년 뒤 노벨물리학상이 발표될 때, “그때 수상한 물질 삼형제 가운데 하나구나!”라고 회상할지 누가 알겠는가.