루이스 월터 앨버레즈

역대 노벨물리학상 수상자
{{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px" {{{#cd9f51 {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px" {{{#555555,#aaaaaa	<rowcolor=#cd9f51> 1901	1902		1903

빌헬름 뢴트겐	헨드릭 로런츠	피터르 제이만	앙투안 베크렐
<rowcolor=#cd9f51> 1903		1904	1905

피에르 퀴리	마리 퀴리	존 라일리	필립 레나르트
<rowcolor=#cd9f51> 1906	1907	1908	1909

조지프 톰슨	앨버트 마이클슨	가브리엘 리프만	굴리엘모 마르코니
<rowcolor=#cd9f51> 1909	1910	1911	1912

카를 브라운	요하네스 판 데르 발스	빌헬름 빈	닐스 달렌
<rowcolor=#cd9f51> 1913	1914	1915

헤이커 오너스	막스 폰 라우에	헨리 브래그	윌리엄 브래그
<rowcolor=#cd9f51> 1917	1918	1919	1920

찰스 바클라	막스 플랑크	요하네스 슈타르크	샤를 기욤
<rowcolor=#cd9f51> 1921	1922	1923	1924

알베르트 아인슈타인	닐스 보어	로버트 밀리컨	만네 시그반
<rowcolor=#cd9f51> 1925		1926	1927

제임스 프랑크	구스타프 헤르츠	장 페랭	아서 콤프턴
<rowcolor=#cd9f51> 1927	1928	1929	1930

찰스 윌슨	오언 리처드슨	루이 드 브로이	찬드라세카라 라만
<rowcolor=#cd9f51> 1932	1933		1935

베르너 하이젠베르크	폴 디랙	에르빈 슈뢰딩거	제임스 채드윅
<rowcolor=#cd9f51> 1936		1937

빅터 헤스	칼 앤더슨	클린턴 데이비슨	조지 톰슨
<rowcolor=#cd9f51> 1938	1939	1943	1944

엔리코 페르미	어니스트 로런스	오토 슈테른	이지도어 라비
<rowcolor=#cd9f51> 1945	1946	1947	1948

볼프강 파울리	퍼시 브리지먼	에드워드 애플턴	패트릭 블래킷
<rowcolor=#cd9f51> 1949	1950	1951

유카와 히데키	세실 파월	존 콕크로프트	어니스트 월턴
<rowcolor=#cd9f51> 1952		1953	1954

펠릭스 블로흐	에드워드 퍼셀	프리츠 제르니케	막스 보른
<rowcolor=#cd9f51> 1954	1955		1956

발터 보테	윌리스 램	폴리카프 쿠시	윌리엄 쇼클리
<rowcolor=#cd9f51> 1956		1957

존 바딘	월터 브래튼	리정다오	양전닝
<rowcolor=#cd9f51> 1958			1959

파벨 체렌코프	일리야 프란크	이고르 탐	오언 체임벌린
<rowcolor=#cd9f51> 1959	1960	1961

에밀리오 지노 세그레	도널드 글레이저	로버트 호프스태터	루돌프 뫼스바우어
<rowcolor=#cd9f51> 1962	1963

레프 란다우	유진 위그너	마리아 메이어	한스 옌젠
<rowcolor=#cd9f51> 1964			1965

찰스 타운스	니콜라이 바소프	알렉산드르 프로호로프	리처드 파인만
<rowcolor=#cd9f51> 1965		1966	1967

줄리언 슈윙거	도모나가 신이치로	알프레드 카스틀레르	한스 베테
<rowcolor=#cd9f51> 1968	1969	1970

루이스 앨버레즈	머리 겔만	한네스 알벤	루이 네엘
<rowcolor=#cd9f51> 1971	1972

데니스 가보르	존 바딘	리언 쿠퍼	존 슈리퍼
<rowcolor=#cd9f51> 1973			1974

에사키 레오나	이바르 예베르	브라이언 조지프슨	마틴 라일
<rowcolor=#cd9f51> 1974	1975

앤서니 휴이시	오게 보어	벤 모텔손	제임스 레인워터
<rowcolor=#cd9f51> 1976		1977

버턴 릭터	새뮤얼 팅	필립 앤더슨	존 밴블랙
<rowcolor=#cd9f51> 1977	1978

네빌 모트	표트르 카피차	아노 펜지어스	로버트 윌슨
<rowcolor=#cd9f51> 1979			1980

스티븐 와인버그	무함마드 살람	셸든 글래쇼	제임스 크로닌
<rowcolor=#cd9f51> 1980	1981

벨 피치	니콜라스 블룸베르헌	아서 숄로	카이 시그반
<rowcolor=#cd9f51> 1982	1983		1984

케네스 윌슨	수브라마니안 찬드라세카르	윌리엄 A. 파울러	카를로 루비아
<rowcolor=#cd9f51> 1984	1985	1986

시몬 판 데르 메이르	클라우스 폰 클리칭	에른스트 루스카	게르트 비니히
<rowcolor=#cd9f51> 1986	1987		1988

하인리히 로러	요하네스 베드노르츠	카를 뮐러	리언 레더먼
<rowcolor=#cd9f51> 1988		1989

멜빈 슈워츠	잭 스타인버거	한스 데멜트	볼프강 파울
<rowcolor=#cd9f51> 1990			1991

제롬 프리드먼	헨리 켄들	리처드 테일러	피에르질 드 젠
<rowcolor=#cd9f51> 1992	1993	1994

조르주 샤르파크	러셀 헐스	조지프 테일러	버트럼 브록하우스
<rowcolor=#cd9f51> 1994	1995		1996

클리퍼드 슐	프레더릭 라이네스	마틴 펄	데이비드 리
<rowcolor=#cd9f51> 1996		1997

더글러스 오셔로프	로버트 리처드슨	윌리엄 필립스	스티븐 추
<rowcolor=#cd9f51> 1997	1998

클로드 코엔타누지	대니얼 추이	로버트 러플린	호르스트 슈퇴르머
<rowcolor=#cd9f51> 1999		2000

헤라르뒤스 엇호프트	마르티뉘스 펠트만	조레스 알표로프	허버트 크뢰머
<rowcolor=#cd9f51> 2000	2001

잭 킬비	칼 위먼	에릭 코넬	볼프강 케털리
<rowcolor=#cd9f51> 2002			2003

레이먼드 데이비스	고시바 마사토시	리카르도 자코니	비탈리 긴즈부르크
<rowcolor=#cd9f51> 2003		2004

알렉세이 아브리코소프	앤서니 레깃	데이비드 그로스	데이비드 폴리처
<rowcolor=#cd9f51> 2004	2005

프랭크 윌첵	로이 글라우버	존 홀	테오도어 헨슈
<rowcolor=#cd9f51> 2006		2007

알베르 페르	페터 그륀베르크	고바야시 마코토	마스카와 도시히데
<rowcolor=#cd9f51> 2008	2009

난부 요이치로	찰스 가오	윌러드 보일	조지 스미스
<rowcolor=#cd9f51> 2010		2011

안드레 가임	콘스탄틴 노보셀로프	솔 펄머터	애덤 리스
<rowcolor=#cd9f51> 2011	2012		2013

브라이언 슈미트	세르주 아로슈	데이비드 와인랜드	피터 힉스
<rowcolor=#cd9f51> 2013	2014

프랑수아 앙글레르	아카사키 이사무	아마노 히로시	나카무라 슈지
<rowcolor=#cd9f51> 2015		2016

가지타 다카아키	아서 맥도널드	데이비드 사울레스	덩컨 홀데인
<rowcolor=#cd9f51> 2016	2017

마이클 코스털리츠	킵 손	배리 배리쉬	라이너 바이스
<rowcolor=#cd9f51> 2018			2019

아서 애슈킨	제라르 무루	도나 스트리클런드	제임스 피블스
<rowcolor=#cd9f51> 2019		2020

미셸 마요르	디디에 쿠엘로	로저 펜로즈	라인하르트 겐첼
<rowcolor=#cd9f51> 2020	2021

안드레아 게즈	마나베 슈쿠로	클라우스 하셀만	조르조 파리시
<rowcolor=#cd9f51> 2022			2023

알랭 아스페	존 클라우저	안톤 차일링거	피에르 아고스티니
<rowcolor=#cd9f51> 2023

크러우스 페렌츠	안 륄리에
수상자의 국적은 수상 시점 기준이다				}}}}}}}}}}}}}}}

역대 알베르트 아인슈타인 상 수상자
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쿠르트 괴델	줄리언 슈윙거	리처드 파인만	에드워드 텔러
<rowcolor=#cd9f51> 1959	1960	1961	1965
윌러드 리비	레오 실라르드	루이스 앨버레즈	존 휠러
<rowcolor=#cd9f51> 1967	1970	1972	1978
마셜 로젠블루흐	유발 네이만	유진 위그너	스티븐 호킹
<rowcolor=#cd9f51> 1979
툴리오 레게

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1. 개요2. 초기 연구3. 맨해튼 계획에서의 활약4. 대전 이후의 삶5. 노벨상 시상 연설

1. 개요

미국의 물리학자.

2. 초기 연구

시카고 대학교를 졸업하고 1936년에 박사학위를 취득한 뒤[1] UC 버클리에서 강의하였다.

1940년부터 1943년까지 매사추세츠 공과대학(MIT) 방사선 연구소(MF Radiation Laboratory)에 몸담고 있으면서 여러 레이더를 연구하였다. 루이스 앨버레즈는 항공 분야에 기여한 업적이 매우 많다. 그가 주도하여 개발한 장치에는 그 유명한 항공기 피아식별장치(IFF), 잠수함 탐지를 위한 빅센((VIXEN) 시스템[2] 등이 있다. 특히 항공기를 레이더로 유도하여 안전하게 착륙하도록 하는 '지상 통제 접근'(GCA; Ground-Controlled Approach)[3] 방식이 바로 앨버레즈의 작품이다. GCA 기술을 기반으로 하여 좀더 발전한 방식이 오늘날 쓰이고 있는 ILS 즉 계기착륙방식이다. 앨버레즈는 오늘날 항공기가 안개, 악천후, 가시거리 미확보, 미숙한 조종사 등의 여러 요인에도 불구하고 안전하게 착륙할 수 있도록 한데 실로 지대한 공헌을 했다 해도 과언이 아니다.

사실 앨버레즈가 이렇게 항공기 등의 레이더에 관심을 쏟은 이유 중의 하나는, 그 자신이 능숙한 비행기 조종사였기 때문이다. 그는 1933년에 비행기 조종사 면허를 취득했으며 1,000시간 이상의 비행기록을 보유했다. 심지어 B-29도 조종할 수 있었다고 한다.[4]

제509 혼성전대 B-29 "The Great Artiste"(빅터 89) 앞에 선 루이스 앨버레즈. 1945년 티니안 섬 북부비행장(North Field) 기지

3. 맨해튼 계획에서의 활약

밀덕들에게는 노벨상 수상 이외에도 특히 2차 세계대전 중에 원자폭탄 개발을 둘러싼 활약이 유명하다. 로스앨러모스에서 원자폭탄을 연구하였고 그 중에서도 특히 폭축렌즈 개발에 공헌했다. 폭탄이 개발된 이후의 그의 업무는 폭탄의 실제 관리와 폭탄의 폭발력을 계측하는 장비의 개발, 그리고 폭발력의 실제 측정이었다.

최초의 원자폭탄 실제 폭발실험인 트리니티 실험에서 윌리엄 파슨스 대령과 함께 B-29를 타고 상공에서 폭발을 관측하였다. 트리니티 실험이 성공한 이후에는 아예 티니안 섬에 주둔하는 제509 혼성 전대(59th Composite Group) 앨버타 프로젝트로 가서 원자폭탄 투하작전에 직접 참가하였다.

1945년 8월 6일 히로시마 원자폭탄 투하작전에서 B-29 관측기 The Great Artiste(위대한 예술가)에 탑승하고 출격하여 Little Boy의 폭발력을 현장에서 측정한 장본인이다. 그 원자폭탄 폭발력을 측정하는 계측기도 루이스 앨버레즈가 개발한 것이다. 즉 인류 최초의 원자폭탄 폭발을 히로시마 상공에서 직접 지켜본 몇 안되는 사람 중의 한 명.

원자폭탄 Fat Man 플루토늄 코어를 들고 미소짓는 루이스 앨버레즈. 1945년 티니안 섬 북부비행장(North Field) 기지

4. 대전 이후의 삶

1945년에 캘리포니아 대학교 교수로 임용되었으며, 1978년에 명예교수가 되었다. 도널드 글레이저가 개발한 거품 상자 [5]를 발전시켜 수소 거품상자를 개발함으로써 고에너지 물리학 영역의 발전에 기여하였다. 이 공로로 1968년 노벨물리학상을 수상하게 된다.

본업 연구에 가려 잘 알려지지 않은 사실인데, 루이스 앨버레즈는 지질학자인 그의 아들 월터 엘버레즈와 함께 K-T 대멸종의 원인을 밝혀내는데 기여하기도 했다. 지층에 포함된 이리듐 원소의 양을 분석하고 이를 통해 거대한 운석이 지구에 충돌하여 K-T 대멸종으로 이어졌다는 가설을 제시한 것. 이론 발표 당시에는 뭔 소리냐며 기존 지질학자 및 고생물학자들한테 사정없이 까였으며, 한 성질 하는 앨버레즈 옹 또한 물러서지 않고 치열한 키배를 벌였다.

이 때 남긴 유명한 명언.

" 고생물학자들에 관해서 나쁜 말을 하고 싶지는 않지만 그들은 아주 훌륭한 과학자는 아냐. 그들은 우표 수집가에 가깝지."[6]

이 때의 논쟁은 나중에 멕시코 유카탄 반도에서 엘버레즈의 이론과 부합하는 거대한 운석공이 발견되면서 사실로 인정받게 되었다. 그러나 그 때는 이미 앨버레즈 옹이 돌아가신 뒤였다.

앨버레즈 부자가 대멸종을 밝히게 되는 경위(중앙일보)

엘버레즈는 여러 발명특허를 보유하고 있었는데, 가장 특이한 것은 골프 연습 장치 1958년에 출원한 것으로 미국 특허 등록번호 2,825,569번이다. 루이스 엘버레즈 골프 연습장치 특허(pdf) 엘버레즈는 트랜스폰더(피아식별신호 응답장치)[7]에 대한 기본 특허도 지니고 있었는데, 이를 군 미국 정부에 단 돈 1달러에 특허를 양도했다.[8][9]

5. 노벨상 시상 연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
물리학이란 한마디로 모든 형태의 에너지를 연구하는 학문입니다. 아인슈타인이 알아낸 것도 물질과 질량 또한 실은 에너지의 한 형태라는 것입니다. 이 이론은 35년 전 고에너지 전자기파가 양전하와 음전하의 전자쌍을 만들 수 있다는 것을 보임으로써 실험적으로 확인되었습니다. 그 이후 양성자와 반양성자 같은 이와 유사한 입자들의 쌍도 발견되었습니다. 이들 새로운 입자들은 매우 안정해서 의도적으로 소멸시키지 않는 한 영원히 존재할 수 있습니다. 이와 반면에 불안정한 입자들도 존재한다는 것이 확인되었습니다. 이런 입자들은 매우 빠른 속도로 다른 입자들로 붕괴되어 안정한 형태의 입자로 전이되거나 또 다른 에너지의 형태로 바뀌게 됩니다. 지난 20년간 이러한 입자들이 많이 발견되어 연구가 활발하게 진행중입니다. 이들 입자들은 너무나도 작아서 직접 볼 수 없고 단지 움직이고 난 흔적들을 관찰할 뿐입니다. 이런 점에서 과학자들은 눈 속에 남겨진 발자국을 보고 사냥감의 종류와 움직임을 알아내는 사냥꾼과 같습니다.

보통 새로운 입자들의 존재는 입자들을 매우 빠른 속도로 가속시키는 거대한 가속기의 도움이 있어야만 확인할 수 있습니다. 이렇게 가속되어야만, 수명이 100만 분의 1초의 1만분의 1에 불과하더라도 그 입자들이 수 센티미터의 흔적을 남기기 때문입니다.

그러나 수명이 대단히 짧아서 그 흔적의 길이가 측정할 수 없을 정도로 작은 입자는 그것이 존재한다고 믿기가 아주 어렵습니다. 이런 경우에는 붕괴되고 난 물질들의 흔적이나 다른 입자들과 충돌하여 만들어진 반응들의 흔적을 연구할 수밖에 없는데, 그 흔적이 대단히 복잡한 형태여서 실제로 일어난 일들을 제대로 해석하려면 뛰어난 분별력과 첨단 실험기법이 필요합니다. 오늘의 노벨상 수상자는 바로 이 분야에서 많은 기여를 한 루이스 앨버레즈 교수입니다.

뛰어난 통찰력과 결단력을 가진 앨버레즈 교수는 노벨 물리학상 수상자인 도널드 글레이저 교수의 거품상자를 이런 입자들의 연구를 위한 도구로 발전시켰습니다. 앨버레즈 교수는 영하 250도의 액체수소가 수백 리터 채워진 거품상자를 이용했습니다. 소립자가 이 액체수소를 지나면 그 트랙은 기화온도 이상으로 온도가 상승하는데, 그 자국을 따라 형성된 아주 미세한 방울들의 사진을 찍으면 소립자가 움직인 흔적을 아주 정확하게 재현할 수 있었습니다. 한편 상자에는 수소만이 들어 있기 때문에 수소의 핵인 양성자와의 반응만 일어나게 됩니다. 바로 이 점 때문에 현상의 해석을 아주 단순화시킬 수 있었습니다. 연간 약 100만 장의 사진을 얻을 수 있었던 이 장치의 가격은 200만 달러였습니다.

사진 분석에는 매우 정확한 측정이 필요합니다. 이 일을 해 내기 위해 앨버레즈 교수와 조수들은 더욱더 정교한 스캐닝 장비와 측정장비들을 만들어 사진필름의 정보를 컴퓨터로 처리하기에 좋은 형태로 전환시켰습니다. 이 분야에서도 알바레즈 교수는 선도적인 기여를 해왔습니다.

수소 거품상자의 개발은 현재 고에너지 물리학 영역에 완전히 새로운 가능성을 열어 놓았습니다. 이 거품상자를 이용해 새로운 소립자들이 많이 발견됨으로써 그 효과는 명확히 증명되었습니다. 이 장비를 이용하여 매우 수명이 짧은 이른바 공명입자가 1960년에 처음으로 발견되었고, 그 이후에도 버클리의 앨버레즈 그룹과 그 장치나 분석 방법을 채택한 다른 연구진들에 의해 새로운 소립자들의 발견이 이어졌습니다. 실제로 고에너지 물리학 분야에서 이루어진 모든 발견은 앨버레즈 교수의 방법을 통해서만 실현될 수 있었습니다.

앨버레즈 교수님.
교수님은 물리학 분야에 수많은 기여를 하였습니다. 오늘 우리는 고에너지 물리학 분야에서 교수님이 이룬 뛰어난 업적에 주목합니다. 그 업적들은 수소 거품상자를 매우 정밀하고 강력한 장치로 발전시킨 교수님의 깊은 통찰력과 거품상자에서 얻은 많은 유용한 정보를 다루고 해석할 수 있는 수단이 개발되었기에 가능한 것이었습니다.

스웨덴 왕립과학원을 대표해서 따뜻한 축하의 말씀을 전합니다. 이제 전하로부터 노벨상을 수상하시기 바랍니다.

스웨덴 왕립과학원 S. 폰 프리센

[1] 지도교수는 1927년 노벨 물리학상 수상자이며 맨해튼 계획에도 깊게 관여한 아서 콤프턴(Arthur Compton)이다. [2] 잠수함의 입증에서 봤을 때, 레이더가 장착된 탐색기가 실제보다 더 멀리에 있다고 인지하게 하는 장치를 말한다. [3] 오늘날 여객기, 군용기 등이 착륙할때 사용하는 기본 방식이다. 항공기에 관심이 많은 사람이라면 한번쯤 들어보았을 '글라이드 슬로프' 등이 여기에 포함된다. [4] 앨버레즈 자신이 집필한 자서전 "엘버레즈: 물리학자의 모험"(Alvarez: Adventures of a Physicist)에서 직접 밝혔다. 이 자서전은 정말로 재미있는 일화가 많은데 아쉽게도 한국어로 번역되지 않았다. [5] 글레이저는 거품 상자를 개발한 공로로 1960년 물리학상을 수상하였다. [6] 원문 : "I don’t like to say bad things about paleontologists, but they’re not very good scientists. They’re more like stamp collectors." [7] 자동차 스마트 키를 비롯하여 실로 여러 분야에 사용된다. [8] 출처는 엘버레즈 자서전. [9] 이는 당시 군부 소속의 과학자가 특허를 낼 때 정부에게 양도하게 됨에 기인하는데 이때 받는 1달러는 형식적인 것으로 실제로는 돈을 주지 않았다고 한다. 이 1달러와 관련해 진짜 현금을 요구한 파인만의 유명한 일화가 있다.