오픈AI ‘GPT-5.2 프로’ 물리학 난제 건드렸다…양자중력 새 수학 공식 도출

AI는 이제 단순한 계산 도구를 넘어 과학적 탐구의 동반자로 자리 잡고 있다. [사진: Reve AI]

[디지털투데이 홍진주 기자] 오픈AI와 프린스턴 고등연구소 연구진이 인공지능(AI)을 활용해 양자중력 이론에서 새로운 수학적 결과를 발견했다고 발표했다. 연구 결과는 오픈 액세스 과학 논문 저장소인 'arXiv'에 공개됐다.

5일(현지시간) 온라인 매체 기가진에 따르면, 이번 연구에는 오픈AI의 최신 모델인 GPT-5.2 프로가 활용됐다. 연구진은 AI가 제시한 접근 방식이 새로운 수학적 구조를 발견하는 데 중요한 역할을 했다고 설명했다.

연구의 핵심은 중력 상호작용을 매개하는 가설적 입자인 중력자의 '산란 진폭'(scattering amplitude)을 분석하는 것이다. 특히 연구팀은 한 입자가 음의 헬리시티(helicity)를 갖고 나머지 입자들이 양의 헬리시티를 갖는 이른바 '싱글-마이너스(single-minus) 진폭' 구조에 집중했다. 헬리시티는 입자의 스핀 방향이 운동 방향과 어떻게 정렬되는지를 나타내는 물리량으로, 입자 상호작용의 특성을 결정하는 중요한 요소다.

기존 이론에서는 가장 기본적인 상호작용 단계인 '트리 레벨'(tree level)에서 싱글-마이너스 진폭이 0이 되어야 한다고 알려져 있었다. 그러나 연구진은 입자 운동량이 특정한 배열 조건인 '하프-콜리니어 영역'(half-collinear regime)을 만족할 경우, 이 진폭이 0이 아니라 명확한 수학적 분포로 존재할 수 있음을 증명했다. 이는 기존 가정에 중요한 수정 가능성을 제시하는 결과다.

이번 연구 과정에서 AI의 역할도 주목된다. 연구진은 이전에 발표했던 글루온(gluon) 관련 논문을 GPT-5.2 프로에 참고 자료로 제공한 뒤, 유사한 수학적 구조를 양자중력 이론에 적용하도록 요청했다. 그 결과 AI는 인간 연구자가 오랜 시간에 걸쳐 수행해야 할 계산 과정을 빠르게 정리했을 뿐 아니라, 새로운 형태의 해법을 제시한 것으로 전해졌다.

연구팀은 GPT-5.2 프로가 제시한 접근 방식을 "놀랍도록 우아한 방법"이라고 평가했다. 또한 AI가 계산 과정뿐 아니라 논문의 초안 작성에도 도움을 줬다고 밝혔다.

오픈AI는 이번 연구에 대해 AI가 과학적 발견 과정에 실질적으로 기여할 수 있음을 보여주는 사례라고 강조했다. 연구진에 따르면 실제 연구 과정에서 가장 많은 시간이 소요된 단계는 가설 생성이 아니라, AI가 도출한 결과를 검증하고 정합성을 확인하며 논문 형태로 정리하는 작업이었다.

이는 AI가 연구의 초기 발견 단계에서 속도를 크게 높이는 반면, 인간 연구자의 역할이 결과 검증과 해석으로 이동하고 있음을 보여주는 변화로 평가된다.