[서울=뉴스핌] 송주원 기자 = 서울시교육청은 서울과학고등학교 학생들이 교사와 함께 수행한 교내 연구 성과가 물리학 분야 국제 SCI 학술지에 게재됐다고 23일 밝혔다.

서울시교육청 산하 서울과학고는 올해 2월 졸업생인 배이진·안건우·장근영 학생은 권용준 물리교사의 지도를 받아 블랙홀 열역학과 중력장 방정식의 관계를 다룬 논문을 완성했다. 해당 논문은 물리학 분야 SCI 국제 학술지인 'International Journal of Modern Physics D'에 게재가 확정됐다.

논문 제목은 'A Constraint-Free Formulation of Black Hole Thermodynamics from the Field Equations'로, 우리말로는 '장방정식에서 도출한 제약 조건 없는 블랙홀 열역학 정식화'다.

이번 연구는 블랙홀이 열역학 제1법칙을 따른다는 사실을 중력장 방정식으로부터 직접 이끌어내는 문제를 다뤘다. 기존 연구는 블랙홀의 부피 변화를 중심으로 외부 사건지평선의 변화에 주목했지만, 회전하거나 전하를 띠는 복잡한 블랙홀에는 적용에 한계가 있었다.

연구진은 부피 변화 대신 '엔트로피 변화'를 장방정식에 도입하는 방식으로 문제 해결을 시도했다. 엔트로피가 내부와 외부 지평선 정보를 모두 포함한다는 점에 착안해, 구대칭이 없는 일반적인 블랙홀이나 고차 중력 이론에서도 추가 제약 조건 없이 열역학 제1법칙이 도출될 수 있음을 보였다는 설명이다.

서울과학고는 이번 성과가 대학이나 외부 연구기관의 도움 없이 교내 교육과정과 연구 시스템을 바탕으로 이뤄졌다는 점에서 의미가 크다고 설명했다. 학생들은 R&E, 졸업논문, 창의융합특강 등 학교 교육과정을 통해 연구 주제를 발전시켰고, 박사급 교원의 밀착 지도와 공동연구를 거쳐 논문을 완성했다.

논문 심사 과정에서도 긍정적인 평가가 나왔다. 심사위원들은 "이처럼 정교하고 수준 높은 연구가 서울과학고등학교 학생들에 의해 수행됐다는 것은 특히 인상적이며 이는 학생들의 뛰어난 재능과 훌륭한 지도를 잘 보여준다"고 평가했다.

권용준 교사는 "학생들의 지적 호기심과 열정이 학교의 체계적인 수업 및 연구 활동 지원을 통해 훌륭한 결실을 맺었다"며 "학생들을 지도하며 스승과 제자가 함께 성장하는 기쁨과 보람을 느꼈고, 앞으로도 학생들의 잠재력을 무한히 꽃피우는 교육을 이어가겠다"고 말했다.

연구에 참여한 배이진·장근영 학생은 "단순한 호기심이 국제 학술지 게재라는 결실로 이어지기까지, 기존 연구의 한계를 극복하고 새로운 해석을 더해가는 과정은 도전적이면서도 무척 흥미로웠다"며 "이 모든 과정을 직접 경험하며 값진 배움을 얻었고, 끝까지 이끌어주신 선생님께 깊이 감사드린다"고 밝혔다.

김태일 서울과학고 교장은 "이번 성과는 학생들이 실패를 두려워하지 않는 도전 정신으로 연구에 몰두하고, 교내 선생님들과 긴밀히 협력해 이뤄낸 자랑스러운 결실"이라며 "앞으로도 학생들이 지적 호기심을 마음껏 확장하고 연구 역량을 키워갈 수 있도록 지원하겠다"고 강조했다.

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