고바야시 마코토 (물리학자)

1. 개요

고바야시 마코토는 일본의 이론 물리학자이다. 1944년 나고야에서 태어나 나고야 대학에서 이학 박사 학위를 받았으며, 교토 대학에서 연구를 시작했다. 동료인 마스카와 도시히데와 함께 CP 위반 현상을 설명하는 연구를 진행하여 쿼크 세대 존재를 예측했으며, 이는 실험적으로 확인되었다. 이 연구로 2008년 노벨 물리학상을 수상했다.

2. 생애 및 학력

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아이치현 나고야시 출신으로 아이치현립 메이와 고등학교를 졸업했다. 나고야 대학 이학부에서 사카타 쇼이치 등의 지도를 받아, 1972년 이학 박사 학위(논문 제목: "경입자 하드론 산란과 흐름 대수 합 규칙")를 취득했다. 졸업 후에는 교토 대학이나 고에너지 가속기 연구 기구(구 고에너지 물리 연구소)에서 이론 물리학 연구를 계속했다. 2001년 문화 공로자로 선정되었고, 2008년 마스카와 도시히데, 난부 요이치로와 함께 노벨 물리학상을 수상했다.

2.1. 유년 시절 및 가족

고바야시 마코토는 1944년 일본 나고야에서 태어났다. 제2차 세계 대전 중 나고야 폭격으로 집이 파괴되어, 두 살 때 아버지 히사시가 사망한 후에는 어머니(성씨는 가이후)의 친가에서 머물렀다. 그의 사촌으로는 일본 내각총리대신을 역임한 가이후 도시키와 천문학자 가이후 노리오가 있었다.

아이치현 나고야시 출신의 아이치현립 메이와 고등학교를 졸업생으로, 어린 나이에 아버지를 여의고 외가 쪽 백부인 아베가(海部家)에 의탁하여 사촌 아베 토시키 등과 함께 생활했다.

훗날 가이후 도시키는 "어릴 적 고바야시는 조용하고 사랑스러운 아이였으며, 항상 내 방에서 어려운 책을 읽곤 했다. 이것이 그가 천재로 변모하는 시작이라고 생각한다"라고 회상했다. 또, 내각총리대신을 역임한 가이후 도시키는 "나보다 연하였기에 마보라고 부르며 귀여워했다. 남자아이치고는 얌전했고, 항상 방에서 어려운 책을 읽고 있었다. 생각해보니 그때부터 천재로 '돌연변이'할 싹이 있었다"라고 말했다.

1975년 에노모토 사치코와 결혼하여 아들 준이치로를 두었다. 1990년 첫 부인이 사망한 후, 나카야마 에미코와 재혼하여 딸 유카를 두었다.

2.2. 학창 시절

고바야시 마코토는 1944년 일본 나고야시에서 태어났다. 그는 두 살 때 아버지 히사시가 사망했고, 고바야시 가의 집은 나고야 폭격으로 파괴되어 어머니(성씨는 가이후)의 친가에서 머물렀다. 고바야시의 사촌 중 한 명인 가이후 도시키는 훗날 일본 내각총리대신이 되었고, 같은 곳에서 살았다. 그의 또 다른 사촌은 천문학자인 가이후 노리오였다. 훗날 가이후 도시키는 고바야시를 회상하며 "그는 어릴 적에 조용하고 사랑스러운 아이였으며, 항상 내 방에서 어려운 책을 읽곤 했다. 나는 이것이 그가 갑자기 천재로 변모하는 시작이라고 생각한다."라고 말했다.

아이치현 나고야시 출신으로 아이치현립 메이와 고등학교를 졸업했다. 어린 나이에 아버지를 여의어, 외가 쪽 백부에 해당하는 아베가(海部家)에 의탁해 사촌인 아베 토시키 등과 함께 생활했다.

1967년 나고야 대학 이학부를 졸업하고, 1972년 나고야 대학 대학원에서 이학 박사 학위를 받았다. 대학 시절 사카타 쇼이치 등으로부터 지도를 받았다. 학위 논문 제목은 "경입자 하드론 산란과 흐름 대수 합 규칙"이다.

3. 연구 업적

고바야시 마코토는 소립자 이론을 전문으로 연구했으며, 카비보-고바야시-마스카와 행렬로 알려져 있다. 1973년 교토 대학 조수 시절, 동료인 마스카와 도시히데와 함께 W 보손과 쿼크의 약한 상호작용에 관한 카비보-고바야시-마스카와 행렬(CKM 행렬)을 도입했다.

도모나가 신이치로, 에사키 레오, 고바야시 마코토 3명의 노벨상 수상자의 업적을 기리기 위해, 2015년 쓰쿠바시 아즈마 2 중앙 공원에 동상이 세워졌다.

3.1. CP 위반과 CKM 행렬

1972년 나고야 대학에서 박사 학위를 받은 후, 고바야시는 교토 대학에서 입자 물리학 연구원으로 일했다. 동료인 마스카와 도시히데와 함께 CP 위반 현상을 입자 물리학의 표준 모형 내에서 설명하는 연구를 진행했다. 고바야시와 마스카와의 이론은 최소 3개의 쿼크 세대가 존재해야 한다고 예측했는데, 이는 4년 후 바닥 쿼크의 발견으로 실험적으로 확인되었다.

고바야시와 마스카와가 1973년에 발표한 논문 "약력 상호작용의 재정규화 가능 이론에서의 CP 위반"은 2010년 기준으로 역대 4번째로 많이 인용된 고에너지 물리학 논문이다. 이 연구의 결과로 쿼크 간의 혼합 매개변수를 정의하는 카비보-고바야시-마스카와 행렬이 도출되었다. 고바야시와 마스카와는 이 연구로 2008년 노벨 물리학상의 절반을 공동 수상했으며, 나머지 절반은 난부 요이치로에게 돌아갔다.

소립자 이론을 전문 분야로 하며, 그의 이름이 붙은 카비보-고바야시-마스카와 행렬로 알려져 있다. 1973년 교토 대학 조수 시절, 동료인 마스카와 도시히데와 함께 W 보손과 쿼크의 약한 상호작용에 관한 카비보-고바야시-마스카와 행렬(CKM matrix)을 도입했다.

3.2. CKM 행렬의 중요성과 노벨상 수상

마스카와 도시히데와 함께 CP 위반 현상을 입자 물리학의 표준 모형 내에서 설명하는 연구를 진행했다. 고바야시와 마스카와의 이론은 최소 3개의 쿼크 세대가 존재해야 한다고 예측했는데, 이는 4년 후 바닥 쿼크의 발견으로 실험적으로 확인되었다.

고바야시와 마스카와가 1973년에 발표한 논문 "약력 상호작용의 재정규화 가능 이론에서의 CP 위반"은 2010년 기준으로 역대 4번째로 많이 인용된 고에너지 물리학 논문이다. 이 연구의 결과로 카비보-고바야시-마스카와 행렬(CKM 행렬)이 도출되었으며, 이 행렬은 쿼크 간의 혼합 매개변수를 정의한다. 고바야시와 마스카와는 이 연구로 2008년 노벨 물리학상의 절반을 공동 수상했으며, 나머지 절반은 난부 요이치로에게 돌아갔다.

소립자 이론을 전문 분야로 하며, 그의 이름이 붙은 카비보-고바야시-마스카와 행렬로 알려져 있다. 1973년 교토 대학 조수 시절, 동료인 마스카와 도시히데와 함께 W 보손과 쿼크의 약한 상호작용에 관한 카비보-고바야시-마스카와 행렬(CKM matrix)을 도입했다.

4. 경력

* 1972년 4월: 교토 대학 이학부 연구 조교가 되었다.
* 1979년 7월: 고에너지 물리학 연구소(KEK) 부교수가 되었다.
* 1989년 4월: 고에너지 물리학 연구소(KEK) 교수, 제2물리학부 부장을 맡았다.
* 1997년 4월: KEK 입자 핵 연구소 교수, 제2물리학부 부장을 맡았다.
* 2003년 4월: KEK 입자 핵 연구소 소장이 되었다.
* 2004년 4월: KEK(대학 간 연구 기관 법인) 이사(입자 핵 연구소 소장)가 되었다.
* 2006년 6월: KEK 명예 교수가 되었다.
* 2008년: 나고야 대학 특별 초빙 교수가 되었다.
* 2009년
KEK 특별 명예 교수가 되었다.
일본 학술 진흥회 이사 겸 학술 시스템 연구소 소장을 맡았다.
나고야 대학 대학원 교수가 되었다.
* 2010년
나고야 대학 소립자 우주 기원 연구소(KMI) 자문 위원회 위원장을 맡았다.
** 일본 학사원 회원이 되었다.
* 2016년: 요코하마 과학 프론티어 고등학교 슈퍼 어드바이저가 되었다.
* 2018년 4월: 나고야 대학 소립자 우주 기원 연구소(KMI) 소장이 되었다.
* 2019년: 나고야 시 과학관 제2대 명예 관장이 되었다.
* 2020년 4월: 나고야 대학 KMI 명예 소장이 되었다.
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5. 수상 및 서훈

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6. 저서

* 消えた反物質^일본어 고단샤블루 백스 1997년
* ともに考えよう^일본어 (마스카와 도시히데 공저) 아사히 신문 출판 2009년
* 宇宙はなぜ物質でできているのか - 素粒子の謎とKEKの挑戦^일본어 슈에이샤 2021년

7. 같이 보기

* 난부 요이치로
* 마스카와 도시히데
* 오누키 요시로