양전닝과 '패리티 비보존 이론' 확립
첫 중국인 노벨상 수상자 기록
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1956년에는 같은 중국계 물리학자인 양전닝(楊振寧) 박사와 함께 입자가 항상 대칭이라는 생각을 뒤집고 약한 상호작용에서 반전성이 유지되지 않는 경우를 설명하는 '패리티 비보존 이론'을 수립하기도 했다. 이듬해에는 이 공로를 인정받아 노벨 물리학상을 수상했다.
이 수상을 통해 중국인 최초의 노벨상 수상자가 되는 기록을 세웠다. 또 31세로 역대 두 번째 젊은 나이로 수상하는 기록 역시 남겼다. 이외에도 그는 아인슈타인 과학상, 이탈리아 정부 훈장 등 역시 받았다.
리 박사는 이후 1962년 미국 시민권을 취득, 컬럼비아대 석좌교수와 미국 예술과학아카데미·국립과학아카데미·개발도상국과학아카데미·이탈리아과학아카데미 등의 회원 등으로 활동했다.
1970∼1980년대에는 미중 물리학 공동대학원 프로그램(CUSPEA) 구성에 참여, 중국 학생들의 미국 유학을 활성화하는 데에 크게 기여했다. 1990년대에는 저장대와 칭화(淸華)대 등에서 특임교수를 지내기도 했다. 1994년에는 중국과학원의 첫 번째 외국 국적 원사 중 한 명으로 인정된 바 있다.