물질을 구성하는 소립자의 일종인 중성미자(Neutrino)는 1980년대 말까지 '유령 입자'로 일컬어졌다. 태양 핵융합 반응 등의 과정에서 1㎠당 매초 600억개 이상 지구에 쏟아지는 데도 그 정체를 확인할 수 없었다. 다른 입자와는 거의 반응하지 않고 어떤 물체도 꿰뚫는 성질 때문이었다. 분명 존재하가는 하는데 질량은 있는 것인지, 움직이기는 한데 어느 정도의 속도인지 알 수가 있었다. 지금도 중성입자 1조(兆)개 당 1개 정도만 관측되고 있을 뿐이다. 그러니 '유령'의 정체를 파헤치는 중성미자 연구가 노벨 물리학상의 보물창고가 된 것이 당연했다. 1950~60년대 원자로나 가속기 실험에서 중성입자를 관측한 과학자들이 노벨상을 두 번(1988·95년)이나 수상했다. 그러나 둘 다 '인공 중성미자'라는 한계가 있었다. 도쿄대 물리학과를 꼴찌로 졸업한 고시바 마사토시(小柴昌俊)가 '천연 중성미자' 관측에 나섰다. 이론상 관찰은 불가능하지 않았다. 중성미자는 어떤 물체도 뚫고 나가지만 역시 소립자인 전자와의 돌발적인 충돌은 피할 수 없다. 그렇다면 충돌과 함께 중성미자의 반대쪽으로 튀는 전자가 뿜어내는 에너지를 포착할 수 있다. 게다가 엄청난 양의 중성미자가 계속 쏟아지고 있지 않은가. 그러니 과학자는 최적의 환경에서 관찰만 잘 하면 될 일이었다. 고시바는 기후현 가미오카(神岡) 폐금광에 시선을 돌렸다. 이 폐광은 나라 시대부터 천황에게 바칠 황금을 캐던 곳이었다. 고시바는 이미 1960년대 말 이 폐광 갱도에서 이른바 소립자의 일종인 '뮤(μ) 입자'를 찾은 바 있었다. 폐광이야말로 최적의 실험실이라는 것을 알았다. 단단한 암반과 풍부하고 오염되지 않은 지하수 등…. 20년 만에 다시 가미오카 폐광을 찾은 고시바는 지하 1000m에 3000t의 정제된 물을 담은 수조를 설치했다. 미세한 빛의 입자를 수백만배 확대한 광센서를 개발해서 수조에 감쌌다. 지구에 앉아서도 달표면에 있는 손전등의 빛까지 잡을 수 있는 첨단 장비였다. 연구팀은 중성미자와 전자간 충돌이 일으키는 물속의 산란을 인내심있게 관찰했다. 1987년 2월23일 행운이 찾아왔다. 400년 만에 처음으로 초신성이 폭발한 것이다. 분출된 11개의 '천연' 중성미자가 수조에서 파동을 일으켜 데이터 시험지가 요동쳤다. 고시바의 업적은 제자(가지타 다카아키·梶田隆章·사진)가 더 진전시켰다. 제자는 '0'으로 알려졌던 중성미자의 질량이 실제로 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 역시 가미오카 폐광에서 발견한 것이다. 이 폐광에는 가미오카 마을과 핵자붕괴실험(NDE)를 합성한 '가미오칸데'라 했다. 한때 유령입자였던 중성미자는 스승(2002)과 제자(2015)에게 3·4번째 노벨상을 안기는 행운의 입자로 바뀐 것이다.
물질을 구성하는 소립자의 일종인 중성미자(Neutrino)는 1980년대 말까지 '유령 입자'로 일컬어졌는데 연구팀이 중성미자와 전자간 충돌이 일으키는 물속의 산란을 인내심 있게 관찰한 결과 한때 유령 입자였던 중성미자는 스승(2002)과 제자(2015)에게 3·4번째 노벨상을 안기는 행운의 입자로 바뀌었다.