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리언 쿠퍼

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목차

1. 개요

리언 쿠퍼는 초전도 현상을 설명하는 BCS 이론을 개발하여 1972년 노벨 물리학상을 수상한 미국의 물리학자이다. 컬럼비아 대학교에서 학위를 받고 일리노이 대학교 연구원으로 재직하며 쿠퍼쌍을 발견하여 초전도 현상 규명에 기여했다. 1957년 존 바딘, 존 로버트 슈리퍼와 함께 BCS 이론을 제창했으며, 이후 인공 신경망 연구에 집중했다. 2024년 94세의 나이로 사망했다.

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리언 쿠퍼 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
2007년의 노벨상 수상자 리언 쿠퍼
2007년의 쿠퍼
이름리언 쿠퍼
출생 이름리언 N. 쿠프치크
출생일1930년 2월 28일
출생지미국 뉴욕주 뉴욕 시
사망일2024년 10월 23일
사망지미국 로드아일랜드주 프로비던스
국적미국
연구 분야
분야물리학
학력
모교콜럼비아 대학교 (BA, MA, PhD)
박사 학위 논문 제목뮤-중간자 원자와 핵의 전자기 반경
박사 지도 교수로버트 서버
경력
근무 기관브라운 대학교
업적
주요 업적쿠퍼 쌍
BCM 이론
BCS 이론
수상
수상존 제이 상 (1985)
노벨 물리학상 (1972)
콤스톡 물리학상 (1968)

2. 생애

뉴욕시 출생. 유대계.[20] 컬럼비아 대학교에서 학사, 석사, 박사 학위를 취득(1954년)하고, 프린스턴 고등연구소(Institute for Advanced Study)(1954-55)에서 연구했다. 존 바딘(John Bardeen)의 초청으로 일리노이 대학교 연구원(1955-57)으로 재직 중 26세의 나이에 쿠퍼쌍(en)을 발견하여 초전도 현상을 규명하는 데 기여했다. 이후 오하이오 주립대학교에서 강의를 맡았으며, 1958년에는 브라운 대학교로 옮겨 조교수가 되었다. 1962년에는 브라운 대학교 정교수가 되었다.

1957년, 존 바딘(John Bardeen), 존 로버트 슈리퍼(John Robert Schrieffer)와 함께 초전도 현상을 설명하는 미시적 이론(BCS 이론)을 제창했다. 초전도 현상은 1911년에 헤이커 카메를링 오너스(Heike Kamerlingh Onnes)에 의해 발견되어 많은 연구자들의 주목을 받았다. 이후 수많은 실험적, 이론적 연구가 진행되었지만, 실험 측면에서는 많은 성과를 거두었음에도 불구하고 이론적 측면에서의 해명은 더뎠다. 그러나 46년 후 BCS 이론에 의해 일단락되었다.

초전도 상태를 실현하려면 전자계가 어떤 응집 상태에 있어야 한다. BCS 이론에서는 전자-격자 상호 작용을 통해 전자가 포논(phonon)을 교환함으로써 전자 사이에 인력이 작용한다고 생각한다. 이 인력에 의해 생성되는 전자쌍을 쿠퍼쌍(쿠퍼 페어)이라고 한다.

1968년, 존 바딘(John Bardeen)과 함께 콤스톡 물리학상을 수상했다. 1972년, BCS 이론의 공적을 인정받아 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼 3명에게 노벨 물리학상이 수여되었다.

쿠퍼는 이후 인공 신경망(Neural Network) 연구로 옮겼다.

2024년 10월 23일, 로드아일랜드주 프로비던스(Providence) 자택에서 사망했다. 향년 94세.[21]

2. 1. 어린 시절과 교육

리언 N. 컵칙(Leon N. Kupchick)은 1930년 2월 28일 뉴욕 브롱크스에서 태어났다.[4] 그의 중간 이름 이니셜 'N'은 특별한 의미가 없지만, 일부 자료에서는 '닐'(Neil)로 잘못 표기되기도 한다.[1]

그의 아버지 어빙 컵칙(Irving Kupchik)은 벨라루스 출신으로 1917년 러시아 혁명 이후 미국으로 이주했다. 어머니 안나(Anna, 결혼 전 성은 졸라(Zola))는 폴란드 출신으로, 리언이 7세 때 사망했다.[1] 이후 아버지는 재혼하면서 가족의 성을 컵칙(Kupchik)에서 쿠퍼(Cooper)로 변경했다.[1]

리언은 1947년 브롱크스 과학고등학교를 졸업하고,[5][6] 컬럼비아 대학교에서 1951년 문학사 학위를 받았다.[7] 그는 컬럼비아 대학교에서 대학원 과정을 이어가 1953년에 문학석사 학위, 1954년에 철학박사(PhD) 학위를 받았다.[7][8] 그의 박사 학위 논문 주제는 뮤온 원자였으며, 로버트 서버가 지도교수였다.[9][10]

2. 2. 학력

리언 쿠퍼는 1947년 브롱크스 과학고등학교를 졸업했다.[5][6] 컬럼비아 대학교에서 1951년 문학사 학위를, 1953년 문학석사 학위를, 1954년에는 철학박사 학위를 받았다.[7][8] 박사 학위 논문은 뮤온 원자를 주제로 하였으며, 지도교수는 로버트 서버였다.[9][10]

2. 3. 과학 경력

1930년 뉴욕에서 태어난 리언 쿠퍼는 컬럼비아 대학교에서 1954년 박사 학위를 취득하고, 프린스턴 고등연구소(Institute for Advanced Study)에서 연구원으로 재직했다.[20] 존 바딘의 초청으로 일리노이 대학교 어배너-샴페인 연구원으로 재직 중 26세의 나이에 쿠퍼쌍(en)을 발견하여 초전도 현상을 규명하는 데 기여했다.[8] 오하이오 주립대학교를 거쳐 1958년 브라운 대학교 조교수가 되었고, 1962년에는 정교수가 되었다.[8]

1957년, 존 바딘, 존 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상을 설명하는 미시적 이론인 BCS 이론을 제창했다.[8] 초전도 현상은 1911년 헤이커 카메를링 오너스가 발견한 이후, BCS 이론을 통해 46년 만에 규명되었다. BCS 이론에서는 전자-격자 상호작용으로 전자가 포논(phonon)을 교환, 전자 사이에 인력이 작용하여 쿠퍼쌍이 생성된다고 설명한다.

1968년 존 바딘과 함께 콤스톡 물리학상을 받았고, 1972년에는 BCS 이론의 공로로 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[8]

쿠퍼는 브라운 대학교의 뇌 및 신경 시스템 연구소(Institute for Brain and Neural Systems)를 1973년에 설립하고 초대 소장을 역임했다.[7] 1974년에는 토머스 J. 왓슨 Sr.이 기금을 조성한 브라운 대학교의 과학 종신교수(Professor of Science)로 임명되었다.[7] 또한 고등연구소, 유럽입자물리연구소(European Organization for Nuclear Research) 등 여러 기관에서 방문 연구원으로 활동했다.

이후 인공 신경망(Neural Network) 연구로 관심을 돌린 쿠퍼는 1975년 동료인 찰스 엘바움과 함께 회사 네스터(Nestor)를 설립했다.[11][12] 네스터는 1994년 인텔과 협력하여 Ni1000 신경망 컴퓨터 칩을 개발했다.[13]

2. 4. 개인사

1972년 그의 아내 케이 앨러드와 함께


리언 쿠퍼는 마사 케네디와 처음 결혼하여 두 딸을 두었다. 1969년에는 케이 앨러드와 두 번째 결혼을 했다.[14] 2024년 10월 23일, 94세의 나이로 로드아일랜드주 프로비던스 자택에서 사망했다.

3. 연구 업적

일리노이 대학교에 있는 플라크. 초전도성의 BCS 이론 개발을 기념한다.


리언 쿠퍼는 프린스턴 대학교에서 박사후 연구원으로 있던 시절, 일리노이 대학교 교수인 존 바딘과 그의 대학원생인 존 로버트 슈리퍼의 연락을 받고 공동 연구를 시작했다. 초전도성은 1911년 실험적으로 발견되었지만, 이론적 설명은 없었다. 쿠퍼는 바딘과 함께 연구하기 위해 일리노이로 자리를 옮겼다.[15]

1년간의 이론적 연구 끝에, 쿠퍼는 두 개의 결합된 전자로 구성된 준입자 개념을 개발했는데, 이는 현재 쿠퍼쌍으로 알려져 있다. 쿠퍼는 1956년 9월 ''피지컬 리뷰''에 쿠퍼쌍에 대한 자신의 개념을 발표했다.[15] 저온 금속을 통한 쿠퍼쌍의 이동은 거의 방해받지 않아 매우 낮은 전기 저항을 생성한다. 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼는 후속 연구를 통해 이것이 어떻게 초전도성을 생성하는지 보여주는 이론을 개발하여 1957년 ''피지컬 리뷰''에 두 편의 논문으로 발표했다.[16][17] 이 이론은 저자들의 이니셜을 따서 BCS 이론으로 알려졌으며, 통상적인 초전도성에 대한 설명으로 널리 받아들여지고 있다.[16]

뉴욕 출생의 유대계[20]인 쿠퍼는 컬럼비아 대학교에서 학사, 석사, 박사 학위를 취득(1954년)하고, 프린스턴 고등연구소(1954-55)에서 연구했다. 존 바딘의 초청으로 일리노이 대학교 연구원(1955-57)으로 재직 중 26세의 나이에 쿠퍼쌍(en)을 발견하여 초전도 현상을 규명하는 데 기여했다. 이후 오하이오 주립대학교에서 강의를 맡았으며, 1958년에는 브라운 대학교로 옮겨 조교수가 되었다. 1962년에는 브라운 대학교 정교수가 되었다.

1957년, 존 바딘, 존 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상을 설명하는 미시적 이론(BCS 이론)을 제창했다. 초전도 현상은 1911년에 헤이케 카메를링 오너스에 의해 발견되어 많은 연구자들의 주목을 받았다. 이후 수많은 실험적, 이론적 연구가 진행되었지만, 실험 측면에서는 많은 성과를 거두었음에도 불구하고 이론적 측면에서의 해명은 더뎠다. 그러나 46년 후 BCS 이론에 의해 일단락되었다.

초전도 상태를 실현하려면 전자계가 어떤 응집 상태에 있어야 한다. BCS 이론에서는 전자-격자 상호 작용을 통해 전자가 포논(phonon)을 교환함으로써 전자 사이에 인력이 작용한다고 생각한다. 이 인력에 의해 생성되는 전자쌍을 쿠퍼쌍(쿠퍼 페어)이라고 한다.

1968년, 존 바딘과 함께 콤스톡 물리학상을 수상했다. 1972년, BCS 이론의 공적을 인정받아 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼 3명에게 노벨 물리학상이 수여되었다.[16]

쿠퍼는 이후 인공 신경망(Neural Network) 연구로 옮겼다.

2024년 10월 23일, 로드아일랜드주 프로비던스(Providence) 자택에서 사망했다. 향년 94세.[21]

3. 1. 초전도성 연구와 BCS 이론



리언 쿠퍼는 프린스턴 대학교에서 박사후 연구원으로 있던 시절, 일리노이 대학교 교수인 존 바딘과 그의 대학원생인 존 로버트 슈리퍼의 연락을 받고 공동 연구를 시작했다. 초전도성은 1911년 실험적으로 발견되었지만, 이론적 설명은 없었다. 쿠퍼는 바딘과 함께 연구하기 위해 일리노이로 자리를 옮겼다.[15]

1년간의 이론적 연구 끝에, 쿠퍼는 두 개의 결합된 전자로 구성된 준입자 개념을 개발했는데, 이는 현재 쿠퍼쌍으로 알려져 있다. 쿠퍼는 1956년 9월 ''피지컬 리뷰''에 쿠퍼쌍에 대한 자신의 개념을 발표했다.[15] 저온 금속을 통한 쿠퍼쌍의 이동은 거의 방해받지 않아 매우 낮은 전기 저항을 생성한다. 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼는 후속 연구를 통해 이것이 어떻게 초전도성을 생성하는지 보여주는 이론을 개발하여 1957년 ''피지컬 리뷰''에 두 편의 논문으로 발표했다.[16][17] 이 이론은 저자들의 이니셜을 따서 BCS 이론으로 알려졌으며, 통상적인 초전도성에 대한 설명으로 널리 받아들여지고 있다.[16]

뉴욕 출생의 유대계[20]인 쿠퍼는 컬럼비아 대학교에서 학사, 석사, 박사 학위를 취득(1954년)하고, 프린스턴 고등연구소(1954-55)에서 연구했다. 존 바딘의 초청으로 일리노이 대학교 연구원(1955-57)으로 재직 중 26세의 나이에 쿠퍼쌍(en)을 발견하여 초전도 현상을 규명하는 데 기여했다. 이후 오하이오 주립대학교에서 강의를 맡았으며, 1958년에는 브라운 대학교로 옮겨 조교수가 되었다. 1962년에는 브라운 대학교 정교수가 되었다.

1957년, 존 바딘, 존 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상을 설명하는 미시적 이론(BCS 이론)을 제창했다. 초전도 현상은 1911년에 헤이케 카메를링 오너스에 의해 발견되어 많은 연구자들의 주목을 받았다. 이후 수많은 실험적, 이론적 연구가 진행되었지만, 실험 측면에서는 많은 성과를 거두었음에도 불구하고 이론적 측면에서의 해명은 더뎠다. 그러나 46년 후 BCS 이론에 의해 일단락되었다.

초전도 상태를 실현하려면 전자계가 어떤 응집 상태에 있어야 한다. BCS 이론에서는 전자-격자 상호 작용을 통해 전자가 포논(phonon)을 교환함으로써 전자 사이에 인력이 작용한다고 생각한다. 이 인력에 의해 생성되는 전자쌍을 쿠퍼쌍(쿠퍼 페어)이라고 한다.

1968년, 존 바딘과 함께 콤스톡 물리학상을 수상했다. 1972년, BCS 이론의 공적을 인정받아 바딘, 쿠퍼, 슈리퍼 3명에게 노벨 물리학상이 수여되었다.[16]

쿠퍼는 이후 인공 신경망(Neural Network) 연구로 옮겼다.

2024년 10월 23일, 로드아일랜드주 프로비던스(Providence) 자택에서 사망했다. 향년 94세.[21]

3. 2. 신경과학 연구와 BCM 이론

브라운 대학교에 입학한 후, 쿠퍼는 신경과학, 특히 학습 과정에 관심을 갖게 되었다. 1982년, 쿠퍼와 두 명의 박사과정 학생인 엘리 비넨스톡(Elie Bienenstockeng)과 폴 문로(Paul Munroeng)는 ''뉴런''에 시냅스 가소성 이론을 발표했다. 이들은 연결의 포화 없이 발생할 수 있는 시냅스의 약화와 강화를 추정했다. 시냅스가 포화되면 전기적 연결이 덜 효과적이 되어 포화가 감소한다. 따라서 연결은 한계에 도달하지 않고 포화와 불포화 사이를 진동한다. 그들의 이론은 시각 피질이 어떻게 작동하고 사람들이 어떻게 보는 법을 배우는지 설명했다. 저자들의 이니셜을 따서 BCM 이론으로 알려지게 되었다.

4. 수상 및 서훈

리언 쿠퍼는 1972년에 노벨 물리학상을 수상했다.[7] 1968년에는 존 바딘과 함께 컴스톡 물리학상을 공동 수상했다.[18]

그는 미국 물리학회, 미국 예술 과학 아카데미, 미국 국립과학원, 미국 철학회, 미국 과학진흥협회의 석학회원이며, 신경과학 연구 프로그램 준회원이었다. 또한 알프레드 P. 슬론 재단 연구원(1959–1966) 및 구겐하임 연구소 석학(1965–66)으로 활동했다.

컬럼비아 대학교 대학원 동문 우수상, 파리 아카데미의 데카르트 메달, 컬럼비아 대학 존 제이 상(1985)을 수상했으며,[7] 7개의 명예 박사 학위를 받았다.[7]

5. 기타

5. 1. 가운데 이름

쿠퍼의 이름은 노벨상 웹사이트 등 여러 곳에서 "리언 닐 쿠퍼"(Leon Neil Cooper)라고 적고 있으나, 가운데 이름은 마침표 없이 N만 적는다. 가족에 의하면 N은 "네이선"(Nathan)을 뜻한다고 한다.

참조

[1] 웹사이트 Superconductivity http://home.web.cern[...] CERN 2023-07-21
[2] 논문 From BSC to the LHC https://cds.cern.ch/[...] 2008-02-01
[3] 논문 Theory for the development of neuron selectivity: orientation specificity and binocular interaction in visual cortex 1982-01-01
[4] 뉴스 Leon Cooper Dies at 94; Nobelist Unlocked Secrets of Superconductivity https://www.nytimes.[...] 2024-10-25
[5] 웹사이트 Bronx Science Honored as Historic Physics Site by the American Physical Society http://www.bxscience[...] bxscience.edu 2012-07-27
[6] 뉴스 A Nobel Laureate Returns Home to Bronx Science https://www.nytimes.[...] 2010-10-15
[7] 웹사이트 Leon Cooper http://research.brow[...] research.brown.edu
[8] 간행물 From Biology to Physics and Back Again: Leon Cooper http://www.scientifi[...] 2008-07-15
[9] 웹사이트 Cooper, Leon N. (Leon Neil), 1930- https://history.aip.[...] 2024-11-01
[10] 웹사이트
[11] 논문 Neural Network Startups Proliferate Across The U.S. https://www.the-scie[...] 1988-10-17
[12] 서적 Neural Networks: An Introductory Guide for Social Scientists https://books.google[...] SAGE Publications 1998-09-28
[13] 뉴스 Nestor's neural chip destiny now in its own hands https://techmonitor.[...] 1994-04-14
[14] 서적 American Scientists https://books.google[...] Infobase Publishing 2014-01-01
[15] 논문 Bound Electron Pairs in a Degenerate Fermi Gas 1956-11-01
[16] 논문 Microscopic Theory of Superconductivity 1957-04-01
[17] 논문 Theory of Superconductivity 1957-12-01
[18] 웹사이트 Comstock Prize in Physics http://www.nasonline[...] National Academy of Sciences
[19] 논문 Review of ''An Introduction to the Meaning and Structure of Physics'' by Leon N. Cooper
[20] 웹사이트 American Jewish Recipients of the Nobel Prize - Leon N. Cooper: Nobel Prize in Physics Recipient-1972 http://seymourbrody.[...]
[21] 뉴스 Leon Cooper Dies at 94; Nobelist Unlocked Secrets of Superconductivity https://www.nytimes.[...] 2024-10-25


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