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|  | 케테를레 |  | |
| 독일 출신의 미국 물리학자.
2001년 노벨 물리학상은 ´보스-아인슈타인 응축´(Bose-Einstein Condensation/BEC) 이론의 실증이라는 세계 원자물리학계의 해묵은 숙제를 해결한 볼프강 케테를레와 칼 E. 위먼, 에릭 A. 코넬 3인에게 돌아갔다. 이 상을 주관하는 스웨덴 왕립과학 아카데미는 이들의 연구 성과에 따른 ˝새로운 물질 제어 기술이 정밀측정과 나노 기술 같은 분야에서 혁명적으로 응용될 것˝이라고 평가했다.
원자구성입자는 일정한 에너지 상태에서 어떻게 분포하느냐에 따라 2가지 입자군, 곧 ´페르미온´(fermion)과 ´보손´(boson)으로 분류된다. 페르미온은 각 에너지 상태에 하나의 입자만 있으려는 배타성을 가지고 있다. 반면 보손 입자는 동일한 에너지 상태에 수적 제한 없이 공존하려는 상반된 속성을 지니고 있다.
보손은 1924년 알베르트 아인슈타인과 함께 ´보스-아인슈타인 통게´(Bose-Einstein statistics)에 따른 원자구성입자의 분포방식을 제기한 인도 물리학자 S. N. 보스의 이름을 따서 명명되었다. 아인슈타인은 보스의 통계와 가설을 진전시켜, 이론적으로 가능한 극저온에서 기체상태의 보손 입자들을 냉각해 응집시킬 수 있을 것이라는 예측을 내놓았는데 바로 이것이 BEC 이론이다.
이후 세계 원자물리학계에서 전자·중성자·양자 등 페르미온 입자군에 대한 이론적·실증적 연구가 가시적인 진척을 보여온 것과 달리, 보손 입자군에 관한 BEC 가설을 실험으로 입증하려는 시도는 숱한 실패를 거듭했다. 1995년 6월 위먼과 코넬이 원자 냉각온도 20nK(20nonokelvin; 절대영도(0K:?273.16°C)에서 20/1,000,000,000°C 더 높은 온도)에서 루비듐 원자 약 2,000개를 한데 묶어 보손 상태의 순수 응축물을 만들어냄으로써 이론이 제기된 지 71년이 지나서야 비로소 결실을 거두게 되었다.
위먼·코넬의 놀라운 성과에 이어 같은 해 9월, 이미 독자적으로 연구를 진행해왔던 케테를레도 극저온의 기체상태에서 나트륨 원자를 응축시키는 데 성공함으로써 앞선 두 사람의 업적을 뒷받침했다. 특히 케테를레가 만들어낸 새로운 BEC 물질의 원자 수는 10만 개 이상으로, 입자의 응축현상을 면밀히 조사하는 데 크게 이바지했다.
그는 1995년의 BEC 관련 실험 성과를 더욱 진전시킨 끝에 1997년 보손 상태를 이용해 빛 대신 원자를 빔의 형태로 방출시키는 원자 레이저를 최초로 개발하는 개가를 올렸으며, 이후로도 BEC 물질 자체와 그 조작 및 속성에 관한 연구를 촉발·발전시키는 중요한 단초를 다양하게 제시하고 있다.
케테를레의 초기 연구 분야는 분자분광학과 연소진단학이었으나, 현재 연구 분야는 원자물리학과 레이저 분광학으로, 특히 극저온상태 원자물질의 새로운 특성을 규명할 목적으로 레이저 냉각 분야와 중성원자 포획 분야에 집중되어 있다. 또 그와 그의 연구팀은 양자가 축퇴한 기체와 레이저 방식의 원자빔 등을 연구하고 응용하는 데 초점을 맞추고 있다.
케테를레는 1957년 10월 21일 독일의 하이델베르크에서 태어났다. 1982년 뮌헨공업기술대학교를 졸업하고, 1986년 뮌헨대학교와 막스플랑크 양자광학연구소에서 물리학 박사 학위를 받았다. 막스플랑크 연구소와 하이델베르크대학교, 매사추세츠공과대학(MIT) 등지에서 박사후 연구과정을 거친 뒤, 1993년 MIT의 교수로 임용되어 현재 석좌교수직을 맡고 있다. 미국물리학회·미국광(光)학회·독일물리학회 회원이다.
미국물리학회의 I. I. 라비 상(1997), 독일물리학회의 구스타프-헤르츠 상(1997), <디스커버 Discover>의 과학기술혁신상(1998), 저온물리학 부문 프리츠 런던 상(1999), 독일과학원상(1999), 벤저민 프랭클린 메달(2000) 등의 수상 기록을 가지고 있다.
by http://preview.britannica.co.kr/spotlights/nobel/ |
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