과학자들은 원소가 왜 그 순서로 나열되는지 도무지 설명할 수 없었다

여러분, 주기율표 본 적 있죠? 수소, 헬륨, 리튬… 원소들이 일정한 순서로 쭉 나열되어 있는 그 표요. 그런데 1920년대 과학자들에게는 엄청난 고민이 하나 있었어요. "원소들이 왜 하필 이 순서일까?" 하는 거였어요.

당시 과학자들은 원자 안에 전자라는 아주 작은 알갱이가 돌고 있다는 건 알고 있었어요. 그런데 전자가 원자 안에서 어떻게 자리를 잡는지, 왜 어떤 원소는 성격이 비슷하고 어떤 원소는 완전히 다른지 설명할 수가 없었죠. 마치 교실에 학생들이 앉아 있는데, 왜 그 자리에 앉았는지 아무도 규칙을 모르는 것과 같았어요.

더 답답한 건, 계산을 해보면 전자들이 전부 가장 편한 자리—에너지가 가장 낮은 자리—로 몰려야 한다는 거였어요. 만약 그게 사실이라면 모든 원소가 거의 똑같은 성질을 가져야 해요. 그런데 현실은 전혀 그렇지 않잖아요? 금은 반짝이고, 산소는 우리가 숨 쉬는 데 필요하고, 헬륨은 풍선을 띄우죠. 뭔가 숨겨진 규칙이 분명히 있었어요. 그 규칙을 찾아낸 사람이 바로 오스트리아 출신의 젊은 물리학자, 볼프강 파울리였어요.