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TAG: MPI (막스플랑크연구소)

작성 2014-09-18
조회 2,103

출생1941-10-30 독일 하이델베르크
국적 독일
분야물리학
소속막시밀리안대학교 교수
출신대학하이델베르크대학교
주요업적빛의 주파수를 구별해 낼 수 있는 레이저 정밀 분광기술 개발
수상노벨 물리학상 (2001)

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인물정보

독일의 물리학자. 레이저와 위성항법장치(GPS) 등을 정확하게 만드는 데 꼭 필요한 레이저 기반 정밀 분광기술 분야의 세계적인 권위자다. 휴대폰·초정밀시계·위성항법장치 등 각종 첨단기기를 만들 수 있는 발판을 마련하였다.

1941년 10월 30일 독일 남서부 바덴뷔르템베르크주(州)의 하이델베르크에서 태어났다. 1969년에 하이델베르크 대학교에서 물리학 박사학위를 취득하였으며, 1975년부터 1986년까지 미국 스탠퍼드 대학교에서 교수로 강의하였다. 1986년에 막스플랑크 양자광학연구소에 들어갔으며, 루드비히막시밀리안 대학교의 물리학 교수로 임용되었다. 1989년에 라이프니츠 상을 수상하기도 하였다.

레이저와 위성항법장치(GPS) 등을 정확하게 만드는데 꼭 필요한 레이저기반 정밀 분광기술 분야의 세계적인 권위자이다. 헨슈는 미국의 물리학자 홀(John L. Hall)과 함께 빛의 주파수를 1000조분의 1의 정확도로 구별해 낼 수 있는 분광기술을 개발해 물리학자 글라우버(Roy J. Glauber)가 1963년에 발표한 논문〈광자 상관관계 Photon Correlatinons〉의 이론을 더욱 발전시켜 오늘날 휴대폰 초정밀시계·위성항법장치 등 각종 첨단기기를 만들 수 있는 발판을 마련하였다.

헨슈와 홀이 개발한 분광기술은 빛의 주파수를 색깔로 나타내기 때문에 다양한 첨단 레이저개발로 이어질 수 있는 획기적 기술이다. 이러한 기술을 개발한 공로로 헨슈는 글라우버·홀과 공동으로 2005년 노벨물리학상을 받았다. 노벨상 외에도 독일 최고의 연구상인 라이프니츠상(1989), 프랑크푸르트암마인시(市)와 독일화학회·독일물리학회가 주는 오토한상(2005) 등을 받았다.

*공동수상: 로이 제이 글라우버- 미국의 물리학자.
하버드 대학교 재학 시절 열여덟 살이라는 최연소의 나이로 맨해튼 계획에 참여하였다. 이후 1946년에 대학교를 졸업하고 1949년에 박사학위를 취득하였다. 1976년에 하버드 대학교의 물리학 교수가 되었다. 양자이론을 사용하여 빛의 성질과 빛이 관찰되는 원리를 설명함으로써 양자 광학이라는 연구 분야를 창시하였다. (광학적 결맞음에 대한 양자역학 이론)

*공동수상: 존 루이스 홀- 미국의 물리학자.
1956년에 카네기 공과대학을 졸업하고 1961년에 박사학위를 받았다. 1962년부터 1971년까지 국가표준국(지금의 미국 표준연구소(NIST))에서 연구하였다. 1967년부터 콜로라도 대학교 물리학부 교수로 재직 중이며, 콜로라도 대학교와 NIST의 합동연구소인 JILA에서도 활동 중이다. (광학주파수 빛 기법을 포함한, 레이저에 기초한 정밀분광학의 개발)

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.

우리는 빛의 세계에서 살고 있습니다. 눈에 들어오는 빛을 통해 우리는 주변에서 일어나는 일들을 인지할 수 있습니다. 비슷하게 우리는 가장 멀리 떨어진 은하에서 온 빛을 통해 우주에 대한 지식을 얻고 있습니다. 올해의 노벨 물리학상의 주제는 바로 이 빛에 관련된 것입니다.

빛은 입자와 파동이라는 이중적인 특징이 있습니다. 빛은 파동운동인 것처럼 보이기도 하고 불연속적인 입자인 광양자의 흐름처럼 보이기도 합니다. 광양자가 어떤 물질에 입사되면 그 물질은 전자 하나만 방출할 수 있습니다. 빛은 고전적인 광학을 사용해서 설명할 수 있지만 빛을 관찰한다는 것은 광양자 하나를 흡수한다는 것을 의미합니다.

광학은 오랫동안 물리학에서 중요한 분야였습니다. 그리고 우리는 매일 광학 응용 제품과 함께 살고 있습니다. 그러나 물리학자들이 광학에도 양자역학 이론이 필요하다는 사실을 깨닫기까지는 오랜 시간이 걸렸습니다. 우리가 레이저와 같은 특이한 형태의 빛을 만들 수 있게 되면서, 레이저에서 만들어지는 빛과 뜨거운 물체에서 방출되는 무질서한 빛의 방출이 다른 이유를 설명하기 위해서는 고전광학을 넘어서는 새로운 이론이 필요했습니다. 로이 글로버 교수는 양자이론을 사용해 빛의 성질과 어떻게 빛이 관찰될 수 있는 이유를 설명하는 이론을 만들었습니다. 그의 연구는 오늘날 양자광학이라 부르는 연구 분야의 기초가 되었습니다. 또한 그의 이론은 우리가 실재라는 개념을 어떻게 인지하고 있는지를 검토할 수 있는 유용한 방법이 되었습니다.

양자광학의 많은 결과들은 빛의 입자적인 특성을 이용한 것이었습니다. 동시에 빛은 파동운동입니다. 빛의 정확한 색깔은 광파의 마루와 마루 사이의 거리, 즉 파장과 정확히 연계돼 있습니다. 빛의 속도는 일정하기 때문에 두 마루 사이의 거리는 항상 정확한 시간 간격에 해당됩니다. 즉 색깔은 진동수에 정확히 연계되어 있습니다. 물리학자들은 오랫동안 매우 정확하게 시간을 측정하기 위해 노력했습니다. 정확한 시간을 측정하려면 정확한 기준이 필요합니다. 정확한 기준이라는 것은 모든 사람들이 사용 가능해야만 하기 때문에 원자에서 그 기준이 선택되었습니다. 우리는 이것을 원자시계라고 부릅니다. 그렇지만 기준만으로는 충분하지 않습니다. 시간의 두 간격을 비교할 수 있는 잣대가 필요합니다.

존 홀과 테오도어 헨슈 교수는 주파수를 측정하기 위한 표준을 세우는 방법을 계속 개선해 왔습니다. 그들은 주파수 빗 기술(frequency comb technique)을 개발하여 미지의 빛의 주기를 비교했습니다. 이 기술은 정확히 분리된 주파수의 순서를 결정하고 미지의 주파수에 대해 이 잣대를 사용해 주파수를 결정하는 기법입니다. 그 결과 우리는 미지의 주기에 대해 매우 정확한 값을 얻을 수 있습니다. 또한 이 방법은 매우 정확하게 분광학적 측정을 가능하게 해줍니다. 오늘날 이 기술은 이러한 목적으로 예전에 개발된 방법만큼 정확할 뿐 아니라 정확도를 몇 배 더 개선할 수 있었습니다.

측정의 정밀도가 높아짐에 따라 새로운 물리학의 연구 분야가 발견되고 탐구되었다는 것은 물리학의 역사가 증명하고 있습니다. 오늘의 영예로운 수상이 있게 한 연구는 물리학에 대한 우리의 기본적인 이론을 쉽게 테스트할 수 있게 해줍니다. 시간과 공간의 특성이 명백해지고 물리학 법칙이 어디까지 적용될 수 있는지를 알게 해줍니다.

올해의 노벨상은 빛의 두 극단적인 행동 양식을 탐구한 데 대해 주어졌습니다. 덩어리로써의 빛, 즉 광양자는 측정에 사용할 수 있는 가장 작은 에너지 단위를 결정합니다. 다른 극단인 파동으로써의 빛은 시간주기의 기준이 됩니다. 글로버 교수는 양자역학적인 생각들이 어떻게 모든 광원에 적용되는지를 보여 주었습니다. 그 결과 글로버 교수는 양자광학이라는 연구 분야를 창시했습니다. 오늘날 양자광학은 과학자들에게는 도전적인 과제를, 미래의 양자공학에는 유망한 기술을 제공합니다. 홀 교수와 헨슈 교수는 분광법을 위한 매우 정확한 기법을 개발해 광학적인 신호를 비교할 수 있는 잣대인 주파수 빗 기술을 발명했습니다. 그 결과 오늘날에는 알려지지 않은 빛의 주파수를 더욱 단순하고 쉬우면서도 정확하게 결정할 수 있게 되었습니다. 현대의 첨단기술 수준도 매우 정확합니다만, 미래에 개발될 기술은 오늘날 도달했던 정확도를 훨씬 넘어설 것입니다.

글로버 교수님, 홀 교수님, 그리고 헨슈 교수님.
여러분은 빛의 성질에 대한 연구를 통해, 빛의 이중성의 극단까지 지식과 기술이 확장될 수 있도록 기여한 공로로 2005년 노벨 물리학상을 수상하게 되었습니다.

스웨덴 왕립과학원을 대신하여 여러분께 충심으로 따뜻한 축하를 보냅니다. 이제 나오셔서 국왕 전하로부터 노벨상을 수상하시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 스티그 스텐홀름

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