도쓰카 요지
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
도쓰카 요지는 일본의 물리학자로, 1942년 시즈오카현 후지시에서 태어나 2008년 사망했다. 도쿄 대학에서 박사 학위를 취득하고, 독일 전자 싱크로트론(DESY)에서 연구했으며, 고시바 마사토시와 함께 가미오카 관측소에서 중성미자 연구를 이끌었다. 특히, 슈퍼 가미오칸데 실험을 통해 대기 중성미자 진동과 태양 중성미자 부족 현상을 규명하는 데 기여했다. 2003년부터 2006년까지 고에너지 가속기 연구 기구 소장을 역임했으며, K2K 실험과 Belle 실험을 감독했다. 2000년 대장암 진단을 받고 투병 생활을 하였으며, 2008년 직장암으로 사망했다.
더 읽어볼만한 페이지
- 일본의 물리학자 - 난부 요이치로
난부 요이치로는 일본 태생의 미국 물리학자이며, 양자색역학, 끈 이론, 자발 대칭 깨짐 등 입자물리학 분야에 기여하여 2008년 노벨 물리학상을 수상했다. - 일본의 물리학자 - 마스카와 도시히데
마스카와 도시히데는 쿼크의 약한 상호작용에 관한 연구로 2008년 노벨 물리학상을 수상한 일본의 물리학자이다. - 문화훈장 수훈자 - 쇼와 천황
쇼와 천황은 메이지 천황의 손자로 태어나 124대 일본 천황으로 즉위하여 사망할 때까지 재위하며 만주사변, 중일전쟁, 태평양 전쟁 등 침략 전쟁에 관여했다는 논란이 있으며, 전후에는 상징적인 천황으로서의 역할을 수행했고 그의 전쟁 책임 문제는 논쟁의 대상이다. - 문화훈장 수훈자 - 아키히토
아키히토는 1933년 쇼와 천황의 장남으로 태어나 1989년 일본 천황으로 즉위하여 2019년 퇴위하고 상황이 되었으며, 어류학자로 활동하며 아시아 국가에 대한 사죄와 국민과의 소통에 힘썼다. - 시즈오카현 출신 - 이마이 유카
이마이 유카는 1970년 9월 19일에 태어난 일본의 성우이며, 1994년 데뷔하여 여러 작품에 출연했고, 2018년에 은퇴를 발표했다. - 시즈오카현 출신 - 다도코로 젠지로
다도코로 젠지로는 시즈오카 상업고등학교 시절 선발 고등학교 야구 대회에서 전 경기 완봉승으로 우승을 이끌었으며, 고쿠테쓰 스왈로스에 입단하여 투수로 활동, 은퇴 후에는 코치, 야구 연맹 임원, 유소년 야구팀 대표를 역임했다.
| 도쓰카 요지 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 출생일 | 1942년 3월 6일 |
| 출생지 | 일본 시즈오카현 후지군 요시나가촌 후지오카 (현재의 후지시 후지오카) |
| 사망일 | 2008년 7월 10일 |
| 국적 | 일본 |
| 분야 | 소립자물리학 중성미자 천문학 |
| 소속 | 도쿄 대학 고에너지 가속기 연구 기구 |
| 모교 | 도쿄 대학 |
| 지도 교수 | 고시바 마사토시 |
| 주요 업적 | 중성미자 진동 확인 |
| 수상 | 니시나 기념상 (1987년) 아사히상 (1988년) 브루노 로시상 (1989년) 파노프스키상 (2002년) 벤저민 프랭클린 메달 (2007년) |
| 참고 자료 | |
| 사망 관련 뉴스 | 訃報 戸塚洋二・前ＫＥＫ機構長が死去 |
| 명예 시민 정보 | 富士市名誉市民 第1号 戸塚洋二氏 |
| 학문적 계보 | |
| 박사 지도교수 | 고시바 마사토시 |
| 제자 | 가지타 다카아키 |
2. 생애
도쓰카 요지는 1942년 3월 6일 시즈오카현 후지시에서 태어났다.[3] 1960년에 시즈오카 현립 후지 고등학교를 졸업하고, 고시바 마사토시의 지도하에 1965년에 도쿄 대학에서 이학사 학위를, 1967년에 이학 석사 학위를, 1972년에 이학 박사 학위를 취득했다.[4]
1972년부터 1979년까지 도쿄 대학에서 연구 조교를 역임했고,[5] 1979년부터 1987년까지 도쿄 대학 부교수를 역임했으며, 1987년 도쿄 대학 정교수로 승진했다.[1] 1972년부터 1981년까지 독일 함부르크에 있는 독일 전자 싱크로트론 (DESY)에서 Double Arm Spectrometer (DASP)와 JADE 입자 검출기 실험에 참여하여 전자-양전자 충돌을 연구했다.[5][3]
1981년, 일본으로 돌아와 도쿄 대학 우주선 연구소(ICRR)의 일부인 가미오카 관측소에서 고시바 마사토시와 함께 가미오카 핵자 붕괴 실험을 설립했다.[5] 1988년, 고시바 마사토시가 은퇴한 후, 슈퍼-가미오칸데 (Super-K) 실험을 추진하기 위해 핵심 연구진 그룹의 조직자이자 대변인 역할을 맡았다. 슈퍼-가미오칸데에서의 연구는 대기 중성미자 진동 (1998)과 태양 중성미자 진동 (2001)에 대한 최초의 결정적인 실험적 증거를 제공했다.[3][4][2]
1995년부터 2002년까지, 도쿄 대학 우주선 연구소(ICRR)의 일부인 가미오카 관측소의 소장을 역임했다. 1997년부터 2001년까지, 가미오카 관측소 소장직을 유지하면서 ICRR 소장을 역임했다.[14][7] 2001년 11월 12일, 슈퍼-가미오칸데 광전증배관의 절반 이상이 파괴되는 사고가 발생한 후, 검출기 재건에 대한 핵심적인 리더십을 제공했다.[1][5]
2002년부터 2003년까지, 고에너지 가속기 연구 기구 (KEK)의 교수였다. 2003년부터 2006년까지, KEK의 사무총장을 역임하면서 K2K 중성미자 진동 실험과 Belle B-factory를 감독했다.
2000년에 대장암 진단을 받고 수술을 받았다. 2006년에는 암이 폐로 전이되어 KEK에서 은퇴했지만, 일본 학술 진흥회의 연구 이사로 재직했다. 그는 암의 정도, 진행 상황, 치료에 대해 솔직하게 논의하는 블로그 '네 번째 삼 개월(The Fourth Three-Months)'을 운영하며 대중과 소통했다.[5]
2008년 7월 10일, 직장암으로 사망했다(향년 66세).[5] 노벨 물리학상 수상자인 고시바 마사토시는 도쓰카가 18개월만 더 살았더라면 노벨상을 받았을 것이라고 언급하며 안타까워했다.[11]
사후인 2009년, 헤이세이 기초과학재단은 도쓰카의 공적을 기려 ‘도쓰카 요지상’을 창설했다.[29] 2015년에는 도쓰카의 제자이자, 제1회 ‘도쓰카 요지상’ 수상자인 가지타 다카아키가 노벨 물리학상을 수상하여 스승의 못다 이룬 꿈을 이루게 되었다.[30]
2. 1. 어린 시절과 교육
도쓰카 요지는 1942년 3월 6일 시즈오카현 후지시에서 태어났다.[3] 1960년에 시즈오카 현립 후지 고등학교를 졸업하고, 고시바 마사토시의 지도하에 1965년에 도쿄 대학에서 이학사 학위를, 1967년에 이학 석사 학위를, 1972년에 이학 박사 학위를 취득했다.[4]2. 2. 연구 경력
도쓰카 요지일본어는 1960년에 시즈오카 현립 후지 고등학교를 졸업하고 1965년에 도쿄 대학 이학부 물리학과를 졸업했다. 1972년에는 도쿄 대학 대학원 이학계 연구과 박사과정을 수료했고 이학 박사 학위를 취득했다. 1972년부터 1979년까지 도쿄 대학에서 연구 조교를 역임했고,[5] 1979년부터 1987년까지 도쿄 대학 부교수를 역임했으며, 1987년 도쿄 대학 정교수로 승진했다.[1]1972년부터 1981년까지 독일 함부르크에 있는 독일 전자 싱크로트론 (DESY)에서 Double Arm Spectrometer (DASP)와 JADE 입자 검출기 실험에 참여하여 전자-양전자 충돌을 연구했다.[5][3]
1981년, 독일에서 일본으로 돌아와 도쿄 대학 우주선 연구소(ICRR)의 일부인 가미오카 관측소에서 고시바 마사토시와 함께 가미오카 핵자 붕괴 실험을 설립했다.[5] 1987년, 가미오칸데 검출기와 미국 어바인–미시간–브룩헤이븐 검출기 모두 대마젤란 성운에서 초신성 폭발로 인한 중성미자 폭발을 감지했다.[3]
1988년부터 2002년까지 도쿄 대학 우주선 연구소(ICRR)의 정교수였다. 1988년, 고시바 마사토시가 은퇴한 후, 슈퍼-가미오칸데 (Super-K) 실험을 추진하기 위해 핵심 연구진 그룹의 조직자이자 대변인 역할을 맡았다. 1991년 일본 정부는 슈퍼-가미오칸데 건설 예산을 승인했고, 건설이 시작되어 1996년 4월 1일에 가동을 시작했다.[1][4] 슈퍼-가미오칸데에서의 후속 연구는 대기 중성미자 진동 (1998)과 태양 중성미자 진동 (2001)에 대한 최초의 결정적인 실험적 증거를 제공했다.[3][4][2]
1995년부터 2002년까지, 도쿄 대학 우주선 연구소(ICRR)의 일부인 가미오카 관측소의 소장을 역임했다. 1997년부터 2001년까지, 가미오카 관측소 소장직을 유지하면서 ICRR 소장을 역임했다.[14][7] 2001년 11월 12일, 슈퍼-가미오칸데 광전증배관의 절반 이상이 파괴되는 사고가 발생한 후, 검출기 재건에 대한 핵심적인 리더십을 제공했다.[1][5]
2002년부터 2003년까지, 고에너지 가속기 연구 기구 (KEK)의 교수였다. 2003년부터 2006년까지, KEK의 사무총장[3][1]을 역임하면서 K2K 중성미자 진동 실험과 Belle B-factory를 감독했다. 2006년부터 2008년까지, 그는 일본 학술 진흥회의 과학 시스템 연구 센터 소장을 역임했다.[5]
2. 3. 투병과 사망
도쓰카 요지는 2000년에 대장암 진단을 받고 수술을 받았다. 2006년에는 암이 폐로 전이되어 KEK에서 은퇴했지만, 일본 학술 진흥회의 연구 이사로 재직했다. 그는 암의 정도, 진행 상황, 치료에 대해 솔직하게 논의하는 블로그 '네 번째 삼 개월(The Fourth Three-Months)'을 운영하며 대중과 소통했다.[5]2008년 7월 10일, 도쓰카 요지는 직장암으로 사망했다(향년 66세).[5] 노벨 물리학상 수상자인 고시바 마사토시는 도쓰카가 18개월만 더 살았더라면 노벨상을 받았을 것이라고 언급하며 안타까워했다.[11] 분게이슌주 2008년 9월호에 기고된 고시바 마사토시의 추모 문집 ‘제자의 조사를 읽는 통한’에서 도쓰카의 장례식 당시 “앞으로 18개월, 네가 살아있었다면 국민 모두가 기뻐했을 것이다”라는 조사를 낭독하며 애도했다.
사후인 2009년, 헤이세이 기초과학재단은 도쓰카의 공적을 기려 ‘도쓰카 요지상’을 창설했다.[29] 2015년에는 도쓰카의 제자이자, 제1회 ‘도쓰카 요지상’ 수상자인 가지타 다카아키가 노벨 물리학상을 수상하여 스승의 못다 이룬 꿈을 이루게 되었다.[30]
2015년 노벨 물리학상은 가지타 다카아키와 아서 B. 맥도널드 두 명에게 수여되었는데, 이는 스웨덴 왕립 과학원의 노벨상 선정위원회가 세 번째 수상자 자리를 도쓰카를 위해 일부러 공석으로 남겨둔 것이라는 견해가 있다. 가지타 다카아키도 NHK의 특별 프로그램에서 같은 생각을 밝혔다고 한다.[31][32][33][34]
3. 연구 업적
도쓰카 요지는 1972년 도쿄 대학 대학원에서 이학박사 학위를 취득하고, 도쿄 대학 이학부 교수, 우주선 연구소 교수를 거쳐 1995년 가미오카 우주소립자 연구시설장에 부임했다. 1997년부터는 도쿄 대학 우주선 연구소장을 역임했다.
1981년 독일에서 일본으로 돌아와 가미오카 관측소에서 고시바 마사토시와 함께 가미오카 핵자 붕괴 실험을 설립했다.[5] 1987년, 가미오칸데 검출기는 대마젤란 은하에서 발생한 초신성 폭발로 인한 중성미자 폭발을 감지했다.
1988년 고시바 마사토시가 은퇴한 후, 도쓰카는 슈퍼 가미오칸데 실험을 추진하여, 1996년 4월 1일에 가동을 시작했다.[4] 슈퍼 가미오칸데는 대기 중성미자 진동(1998)과 태양 중성미자 진동(2001)에 대한 최초의 결정적인 실험적 증거를 제공하여, 태양 중성미자 부족 현상을 설명하고 중성미자 질량의 존재를 확립했다.[3][4][2]
1998년 슈퍼 가미오칸데를 통해 중성미자 진동을 확인하여 중성미자의 질량이 0이 아님을 세계 최초로 제시했다.
2001년 슈퍼 가미오칸데 광전 증폭관 파손 사고의 책임을 지고 소장직에서 물러난 후, 2002년 고에너지 가속기 연구 기구 소립자 원자핵 연구소 교수로 부임했고, 2003년부터 2006년까지 고에너지 가속기 연구 기구장을 역임하며 K2K 실험과 Belle B-factory를 감독했다.
도쓰카는 고시바 마사토시의 제자로, 그의 연구는 중성미자 물리학 발전에 크게 기여했다.
3. 1. 가미오칸데와 중성미자 천문학의 시작
고시바 마사토시와 함께 가미오카 핵자 붕괴 실험에 참여했고, 이후 가미오카 관측소와 슈퍼 가미오칸데(Super-K) 실험을 이끌며 중성미자 물리학의 기초를 다지는 데 기여했다.[1]가미오카 핵자 붕괴 실험(Kamioka Nucleon Decay Experiment)은 양성자 붕괴를 관측하기 위해 설계되었다. 이 실험은 양성자 붕괴 과정에 대한 엄격한 제한을 설정했으며, 태양에서 오는 저에너지 중성미자와 우주선에 의해 생성된 대기 중성미자도 관측할 수 있었다. 그 결과, 초신성 SN 1987A가 대마젤란 은하에서 폭발했을 때, 가미오카는 지구상에서 우주 기원의 중성미자를 성공적으로 측정한 두 곳 중 하나였다. 다른 하나는 미국의 Irvine–Michigan–Brookhaven (IMB) 검출기였다. 이는 태양계 밖에서 처음으로 중성미자를 검출한 사건으로, 중성미자 천문학의 탄생으로 불린다. 이 사건과 관련된 가미오카 검출기 데이터 분석 결과는 800편 이상의 논문으로 발표되었다.[3][8]
도쓰카 연구팀은 두 가지 주요 발견을 했다.[3] 첫째는 태양 중성미자 문제와 관련이 있다. 레이먼드 데이비스 주니어가 태양 중성미자를 검출했지만, 이론가 존 N. 바콜이 예측한 중성미자 흐름의 3분의 1 수준에 불과했다.[9] 가미오칸데(Kamiokande)의 데이터는 데이비스와 바콜의 연구가 제기한 태양 중성미자 문제가 실제로 존재함을 확인했다.[3]
또한, 가미오칸데 연구자들은 실험 오차나 배경 중성미자 흐름으로 설명할 수 없는 대기 중성미자 부족 현상을 발견했다. 대기 중성미자와 태양 중성미자 모두 표준 모형에서 예측하는 것보다 적게 검출되었다. 도쓰카와 연구팀은 1988년에 대기 중성미자 이상 현상에 대한 첫 논문을 발표하며, 이를 설명하기 위해 "아직 밝혀지지 않은 물리학"이 필요하다고 주장했다.[3]
도쓰카의 지도 아래 가미오칸데의 성공은 1996년에 가동을 시작한 슈퍼 가미오칸데(Super-K) 검출기 건설로 이어졌다. 1998년, 슈퍼 가미오칸데 협력 연구는 일본 다카야마에서 열린 제18회 국제 중성미자 물리학 및 천체물리학 회의에서 대기 중성미자 진동에 대한 최초의 결정적인 증거를 발표했다.[1] 슈퍼 가미오칸데 실험은 고정밀 측정과 대기 중성미자 흐름의 정교한 통계 모델링을 결합하여 중성미자 진동의 증거를 발견했다.[10]
중성미자 진동은 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자의 세 가지 유형이 서로 변환될 수 있음을 의미한다. 대기 중성미자는 주로 뮤온 중성미자와 전자 중성미자로 구성되며, 이들은 흡수되지 않고 지구를 통과할 수 있다. 따라서 지면에서 위로 올라오는 대기 중성미자와 하늘에서 아래로 내려오는 대기 중성미자의 수는 비슷할 것으로 예측되었다. 그러나 슈퍼 가미오칸데는 전자 중성미자의 수는 위아래로 동일한 반면, 아래에서 위로 올라오는 뮤온 중성미자는 더 적다는 것을 발견했다. 이는 지구를 통과한 뮤온 중성미자가 대기에서 온 것보다 더 오랜 시간 동안 이동하면서, 슈퍼 가미오칸데가 직접 검출할 수 없는 타우 중성미자로 변환될 시간이 더 많았기 때문으로 설명할 수 있다. 분석 결과, 뮤온 중성미자가 타우 중성미자로 진동하고 있음이 밝혀졌다.[1][3]
중성미자 진동의 증거는 태양 중성미자 부족 현상에 대한 가능한 설명도 제시했다. 이전 검출기는 타우 및 뮤온 중성미자를 측정할 수 없었다. 예측되었지만 이전 관측에서 "누락"되었던 태양 전자 중성미자는 전자 중성미자에서 타우 및 뮤온 중성미자로 변환되었을 수 있다. 이는 2001년 캐나다의 서드베리 중성미자 관측소(SNO)와 슈퍼 가미오칸데의 협력을 통해 확인되었으며, 두 시설에서 수집한 데이터를 비교하여 이루어졌다.[3][1][2]
고도의 정밀도로 중성미자 진동을 측정하는 것은 입자 물리학 역사에서 중요한 업적이다. 진동은 중성미자가 작지만 유한한 질량을 가지고 있다는 사실에서 비롯된다. 중성미자 진동, 즉 중성미자 질량의 존재는 입자 물리학의 표준 모형에서 예측하지 못한 현상이다. 실제로 표준 모형은 중성미자가 질량이 없어야 한다고 가정한다.[1][3][4][2]
3. 2. 태양 중성미자 문제와 대기 중성미자 이상
고시바 마사토시와 함께 Kamioka Nucleon Decay Experiment에서 연구했으며, 이후 Kamioka Observatory와 Super-Kamiokande (Super-K) 실험의 리더로서 중성미자 물리학의 기초를 다지는 데 기여했다.[1]
Kamioka Nucleon Decay Experiment는 양성자 붕괴를 감지하기 위해 설계되었다. 양성자 붕괴 과정에 대한 엄격한 제한을 설정했으며, 태양에서 오는 저에너지 중성미자뿐만 아니라 우주선에 의해 생성된 대기 중성미자도 감지할 수 있었다. 그 결과, Kamioka는 초신성 SN 1987A가 대마젤란 은하에서 폭발했을 때 우주 기원의 근원에서 방출되는 중성미자를 성공적으로 측정한 지구상의 두 곳 중 하나였다. 다른 하나는 미국의 Irvine–Michigan–Brookhaven (IMB) 검출기였다. 이는 태양계 밖에서 처음으로 중성미자를 감지한 사건으로, 중성미자 천문학의 탄생으로 칭송받았다. 이 사건과 관련된 Kamioka 검출기의 데이터를 분석한 800개 이상의 논문이 발표되었다.[3][8]
도쓰카 그룹의 연구에는 두 가지 주요 발견이 있었다.[3] 하나는 태양 중성미자 문제와 관련이 있었다. 태양 중성미자는 레이먼드 데이비스 주니어에 의해 감지되었지만, 이론가 존 N. 바콜이 예측한 중성미자 플럭스의 3분의 1 수준이었다.[9] Kamiokande의 데이터는 데이비스와 바콜의 연구가 제기한 태양 중성미자 문제의 존재를 결정적으로 확인했다.[3]
또한, Kamiokande 연구자들은 데이터가 실험 오류나 배경 중성미자 플럭스로 설명할 수 없는 대기 중성미자의 부족을 보여준다는 것을 깨달았다. 대기 중성미자와 태양 중성미자 모두 표준 모형의 입자 물리학이 예측하는 것보다 적었다. 도쓰카와 그의 그룹은 1988년에 대기 중성미자 이상에 대한 첫 번째 논문을 발표했으며, 이는 설명하기 위해 "아직 설명되지 않은 물리학"이 필요할 것이라고 말했다.[3]
도쓰카의 지도 하에 Kamiokande의 성공은 1996년에 개통된 Super-Kamiokande (Super-K) 검출기의 건설로 이어졌다. 1998년, Super-Kamiokande 협력 연구는 일본 다카야마에서 열린 제18회 국제 중성미자 물리학 및 천체물리학 회의에서 대기 중성미자 진동에 대한 최초의 결정적인 증거를 보고했다.[1] Super-Kamiokande 실험은 고정밀 측정과 대기 중성미자 플럭스의 정교한 통계 모델링을 결합하여 중성미자 진동의 증거를 발견했다.[10]
중성미자 진동은 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자의 세 가지 유형을 포함하며, 이들은 유형 간에 변환될 수 있다. 대기 중성미자는 뮤온 및 전자 중성미자 경향이 있으며, 이들은 흡수되지 않고 지구를 통과할 수 있다. 비슷한 수의 대기 중성미자가 지면에서 위로, 하늘에서 아래로 올 것으로 예측되었다. 그러나 Super-Kamiokande는 전자 중성미자의 수가 위아래로 동일한 반면, 아래에서 위로 오는 뮤온 중성미자는 더 적다는 것을 발견했다. 가능한 설명은 지구를 통과한 뮤온 중성미자가 대기에서 온 것보다 더 많은 시간을 여행했으며, Super-Kamiokande가 직접 감지하지 못한 타우 중성미자로 변환될 시간이 더 많았다는 것이다. 분석 결과 뮤온 중성미자가 타우 중성미자로 진동하고 있음이 밝혀졌다.[1][3]
중성미자 진동의 증거는 또한 태양 중성미자 부족에 대한 가능한 설명을 제시했다. 이전 검출기는 타우 및 뮤온 중성미자를 측정할 수 없었기 때문이다. 존재할 것으로 예측되었지만 이전 관측에서 "누락된" 태양 전자 중성미자는 전자 중성미자에서 타우 및 뮤온 중성미자로 변환되었을 수 있다. 이는 2001년에 보고된 캐나다의 Sudbury Neutrino Observatory (SNO)와 Super-Kamiokande 간의 협력을 통해 확인되었으며, 두 시설에서 수집한 데이터를 비교하여 이루어졌다.[3][1][2]
고도의 정밀도로 중성미자 진동을 측정하는 것은 입자 물리학 역사에서 중요한 장이었다. 진동은 중성미자가 작지만 유한한 질량을 가지고 있다는 사실에서 비롯되었다. 중성미자 진동, 즉 중성미자 질량의 존재는 입자 물리학의 표준 모형이 예측하는 것이 아니다. 실제로 표준 모형은 중성미자가 질량이 없어야 한다고 요구한다.[1][3][4][2]
3. 3. 슈퍼 가미오칸데와 중성미자 진동의 발견
고시바 마사토시와 함께 가미오카 핵자 붕괴 실험(Kamioka Nucleon Decay Experiment)에서 연구했으며, 이후 가미오카 천문대(Kamioka Observatory)와 슈퍼 가미오칸데(Super-K) 실험의 리더로서 도쓰카는 중성미자 물리학의 기초를 다지는 데 기여했다.[1]가미오카 핵자 붕괴 실험(Kamioka Nucleon Decay Experiment)은 양성자 붕괴를 감지하기 위해 설계되었다. 양성자 붕괴 과정에 대한 엄격한 제한을 설정했으며, 태양에서 오는 저에너지 중성미자뿐만 아니라 우주선에 의해 생성된 대기 중성미자도 감지할 수 있었다. 그 결과, Kamioka는 초신성 SN 1987A가 대마젤란 은하에서 폭발했을 때 우주 기원의 근원에서 방출되는 중성미자를 성공적으로 측정한 지구상의 두 곳 중 하나였다. 중성미자 폭발을 감지한 다른 장소는 미국의 Irvine–Michigan–Brookhaven (IMB) 검출기였다. 태양계 밖에서 처음으로 중성미자를 감지한 사건으로, 이 사건은 중성미자 천문학의 탄생으로 칭송받았다. 이 사건과 관련된 Kamioka 검출기의 데이터를 분석한 800개 이상의 논문이 발표되었다.[3][8]
도쓰카 그룹의 새로운 연구 중에는 두 가지 주요 발견이 있었다.[3] 하나는 태양 중성미자 문제와 관련이 있었다. 태양 중성미자는 레이먼드 데이비스 주니어에 의해 감지되었지만, 이론가 존 N. 바콜이 예측한 중성미자 플럭스의 3분의 1 수준이었다.[9] Kamiokande의 데이터는 데이비스와 바콜의 연구가 제기한 태양 중성미자 문제의 존재를 결정적으로 확인했다.[3]
또한, Kamiokande 연구자들은 그들의 데이터가 실험 오류나 배경 중성미자 플럭스로 설명할 수 없는 대기 중성미자의 부족을 보여준다는 것을 깨달았다. 대기 중성미자와 태양 중성미자 모두 표준 모형의 입자 물리학이 예측하는 것보다 적었다. 도쓰카와 그의 그룹은 1988년에 대기 중성미자 이상에 대한 첫 번째 논문을 발표했으며, 이는 설명하기 위해 "아직 설명되지 않은 물리학"이 필요할 것이라고 말했다.[3]
도쓰카의 지도력 하에 Kamiokande의 성공은 1996년에 개통된 슈퍼 가미오칸데(Super-K) 검출기의 건설로 이어졌다. 1998년, Super-Kamiokande 협력 연구는 일본 다카야마에서 열린 제18회 국제 중성미자 물리학 및 천체물리학 회의에서 대기 중성미자 진동에 대한 최초의 결정적인 증거를 보고했다.[1] Super-Kamiokande 실험은 고정밀 측정과 대기 중성미자 플럭스의 정교한 통계 모델링을 결합하여 중성미자 진동의 증거를 발견했다.[10]
중성미자 진동은 세 가지 유형의 중성미자를 포함하며, 이들은 유형 간에 변환될 수 있다. 즉, 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자이다. 대기 중성미자는 뮤온 및 전자 중성미자 경향이 있으며, 이들은 흡수되지 않고 지구를 통과할 수 있다. 비슷한 수의 대기 중성미자가 지면에서 위로, 하늘에서 아래로 올 것으로 예측되었다. 그러나 Super-Kamiokande는 전자 중성미자의 수가 위아래로 동일한 반면, 아래에서 위로 오는 뮤온 중성미자는 더 적다는 것을 발견했다. 가능한 설명은 지구를 통과한 뮤온 중성미자가 대기에서 온 것보다 더 많은 시간을 여행했으며, Super-Kamiokande가 직접 감지하지 못한 타우 중성미자로 변환될 시간이 더 많았다는 것이다. 분석 결과 뮤온 중성미자가 타우 중성미자로 진동하고 있음이 밝혀졌다.[1][3]
중성미자 진동의 증거는 또한 태양 중성미자 부족에 대한 가능한 설명을 제시했다. 즉, 이전 검출기는 타우 및 뮤온 중성미자를 측정할 수 없었다. 존재할 것으로 예측되었지만 이전 관측에서 "누락된" 태양 전자 중성미자는 전자 중성미자에서 타우 및 뮤온 중성미자로 변환되었을 수 있다. 이는 2001년에 보고된 캐나다의 서드베리 중성미자 관측소(Sudbury Neutrino Observatory) (SNO) 와 Super-Kamiokande 간의 협력을 통해 확인되었으며, 두 시설에서 수집한 데이터를 비교하여 이루어졌다.[3][1][2]
고도의 정밀도로 중성미자 진동을 측정하는 것은 입자 물리학 역사에서 중요한 장이었다. 진동은 중성미자가 작지만 유한한 질량을 가지고 있다는 사실에서 비롯되었다. 중성미자 진동, 즉 중성미자 질량의 존재는 입자 물리학의 표준 모형이 예측하는 것이 아니다. 실제로 표준 모형은 중성미자가 질량이 없어야 한다고 요구한다.[1][3][4][2]
3. 4. K2K 실험과 Belle 실험
도쓰카는 2002년부터 2003년까지 고에너지 가속기 연구 기구(KEK) 교수였으며,[3] 2003년부터 2006년까지는 KEK의 사무총장을 역임하면서 K2K 중성미자 진동 실험과 Belle B-factory를 감독했다.[3][1]4. 노벨상과 관련된 논란
고시바 마사토시의 애제자였던 도쓰카는 2002년 노벨 물리학상 수상자인 고시바의 제자였다. 고시바는 분게이슌주 2008년 9월호에 기고한 추모 문집에서 도쓰카의 장례식 당시 조사를 낭독하며 "앞으로 18개월, 네가 살아있었다면 국민 모두가 기뻐했을 것이다"라고 말해, 노벨상 수상을 기대받으며 세상을 떠난 것을 안타까워했다.[29]
중성미자 진동을 확인하고 중성미자의 질량이 0이 아님을 세계 최초로 제시한 1998년과 2001년의 실험에서 제공된 증거를 바탕으로, 2015년 슈퍼 가미오칸데의 가지타 다카아키와 서드베리 중성미자 관측소 (SNO)의 아서 B. 맥도널드가 "중성미자 진동의 발견으로, 중성미자가 질량을 가지고 있다는 것을 보여준 공로"로 노벨 물리학상을 수상했다.[2][12][13]
일반적으로 자연과학 연구에는 다수의 학자가 참여하는 경우가 많아 노벨상의 자연과학 부문에서는 하나의 주제에 대해 대표자 3명까지 수상이 인정되지만, 2015년 노벨 물리학상 수상자는 가지타 다카아키와 아서 B. 맥도널드 두 명뿐이었다. 이는 본래 수상자 중 한 명으로 선택되었을 도쓰카를 위해 스웨덴 왕립 과학원의 노벨상 선정위원회가 세 번째 수상자 자리를 일부러 공석으로 해둔 것이라는 견해가 있으며, 가지타도 NHK의 특별 프로그램에서 마찬가지로 생각한다고 밝혔다.[31][32][33][34]
사후인 2009년에는 헤이세이 기초과학재단이 도쓰카의 공적을 기려 ‘도쓰카 요지상’을 창설했다.[29] 도쓰카의 지도를 받은 인물이자, 제1회 ‘도쓰카 요지상’ 수상자인 가지타 다카아키가 2015년에 노벨 물리학상을 수상해 도쓰카가 이루지 못한 비원을 실현시키게 됐다.[30]
5. 수상 경력 및 영예
| 연도 | 수상 내역 |
|---|---|
| 1987년 | 니시나 기념상[14] |
| 1988년 | 아사히상(아사히 신문)[14] |
| 1989년 | 브루노 로시상(미국 천문학회)[35][14] |
| 1990년 | 이노우에 학술상[14] |
| 1995년 | EPS 특별상, 유럽 물리학회[14] |
| 2002년 | 파노프스키상(미국 물리학회)[15], 후지와라상(후지와라 과학재단) |
| 2003년 | 브루노 폰테코르보상(두브나 합동핵연구소) |
| 2007년 | 톰슨 로이터 인용 영예상, 벤저민 프랭클린 메달(프랭클린 연구소)[14] |
| 2002년 | 문화공로자[26], 후지시명예 시민 |
| 2004년 | 문화훈장[14] |
| 2008년 | 종3위 |
6. 저서
7. 동료
참조
[1]
논문
Yoji Totsuka (1942–2008) and the Discovery of Neutrino Mass
https://www.annualre[...]
2023-03-09
[2]
논문
Neutrino oscillations: From a historical perspective to the present status
https://www.scienced[...]
2023-03-10
[3]
논문
Yoji Totsuka (1942–2008)
2008-08
[4]
논문
Yoji Totsuka
2009-07-01
[5]
뉴스
Mourning for Dr. Yoji Totsuka - School of Science, the University of Tokyo
https://www.s.u-toky[...]
2023-03-09
[6]
뉴스
Masatoshi Koshiba, 94, Dies; Nobel Winner Tracked Ghostly Neutrinos
https://www.nytimes.[...]
2020-11-17
[7]
웹사이트
Memories of Yoji Totsuka
https://indico.in2p3[...]
2023-03-09
[8]
뉴스
A failed proton decay search accidentally birthed neutrino astronomy
https://bigthink.com[...]
2023-03-09
[9]
논문
The Scientific Life of John Bahcall
https://www.annualre[...]
2023-03-09
[10]
논문
The Super-Kamiokande experiment
2019-04-02
[11]
문서
文藝春秋2008年9月号.
[12]
웹사이트
The Nobel Prize in Physics 2015
https://www.nobelpri[...]
2020-02-16
[13]
웹사이트
Neutrino 'flip' wins physics Nobel Prize
https://www.bbc.com/[...]
BBC News
2015-10-06
[14]
웹사이트
Yoji Totsuka
https://www.fi.edu/e[...]
2023-03-09
[15]
웹사이트
2002 W.K.H. Panofsky Prize in Experimental Particle Physics Recipient
https://www.aps.org/[...]
2023-03-10
[16]
뉴스
訃報 戸塚洋二・前ＫＥＫ機構長が死去
https://www.jaif.or.[...]
2020-02-11
[17]
웹사이트
富士市名誉市民 第1号 戸塚洋二氏
http://www.city.fuji[...]
2015-12-28
[18]
웹사이트
折戸周治賞・戸塚洋二賞
http://www.hfbs.or.j[...]
平成基礎科学財団
2015-12-28
[19]
웹사이트
ノーベル賞：梶田さん、兄貴分の無念晴らす
http://mainichi.jp/f[...]
2015-10-07
[20]
웹사이트
【竹内薫：科学エッセイ】3人目のノーベル物理学賞
http://www.kagaku-ke[...]
2015-12-28
[21]
웹사이트
日本が圧倒的強さで当然受賞したノーベル物理学賞
http://jbpress.ismed[...]
JBPRESS
2015-12-28
[22]
웹사이트
【感動秘話】ノーベル物理学賞に残された「もう一枠」～梶田隆章さんが師と仰ぐ戸塚洋二氏の功績とは
https://gendai.media[...]
週刊現代
2015-10-24
[23]
방송
とことん知りたい！ノーベル賞
http://www.nhk.or.jp[...]
[24]
문서
「神岡観測グループ」代表者として
[25]
웹사이트
HEAD AAS Rossi Prize Winners
http://www.aas.org/h[...]
미국 천문학회
2015-02-06
[26]
웹사이트
平成14年度 文化功労者及び文化勲章受章者（五十音順）−文部科学省
www.mext.go.jp/b_men[...]
2009-10-25
[27]
뉴스
訃報 戸塚洋二・前ＫＥＫ機構長が死去
https://www.jaif.or.[...]
2008-07-17
[28]
웹인용
富士市名誉市民 第1号 戸塚洋二氏
http://www.city.fuji[...]
후지시
2015-12-28
[29]
웹인용
折戸周治賞・戸塚洋二賞
http://www.hfbs.or.j[...]
헤이세이 기초과학재단
2015-12-28
[30]
웹인용
보관된 사본
http://mainichi.jp/f[...]
2015-10-11
[31]
웹인용
【竹内薫：科学エッセイ】3人目のノーベル物理学賞
http://www.kagaku-ke[...]
2015-12-28
[32]
웹인용
日本が圧倒的強さで当然受賞したノーベル物理学賞
http://jbpress.ismed[...]
JBPRESS
2015-12-28
[33]
웹인용
【感動秘話】ノーベル物理学賞に残された「もう一枠」～梶田隆章さんが師と仰ぐ戸塚洋二氏の功績とは
http://gendai.ismedi[...]
슈칸 겐다이
2015-10-24
[34]
에피소드 인용
とことん知りたい！ノーベル賞
http://www.nhk.or.jp[...]
[35]
웹인용
HEAD AAS Rossi Prize Winners
http://www.aas.org/h[...]
미국 천문학회
2015-02-06
[36]
문서
‘가미오카 관측 그룹’ 대표자로서의 수상
[37]
웹인용
아사히상 - 과거 수상자 일람
http://www.asahi.com[...]
아사히 신문사
2017-07-14
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com