로버트 호프스태터

1. 개요

로버트 호프스태터는 폴란드계 유대인 이민자 출신으로, 핵물리학 분야의 선구적인 연구를 수행한 미국의 물리학자이다. 그는 뉴욕 시립 대학교 시티 칼리지에서 학사 학위를, 프린스턴 대학교에서 석사 및 박사 학위를 받았으며, 1961년 전자 산란 실험을 통해 원자핵의 구조를 밝힌 공로로 노벨 물리학상을 수상했다. 또한, 탈륨 활성 요오드화 나트륨 검출기 개발, 페르미 단위 명명, 콤프턴 감마선 관측소의 EGRET 망원경 설계 등에도 기여했다.

2. 생애

로버트 호프스태터는 펜실베이니아 대학교에서 박사 후 연구를 수행했으며, 스탠퍼드 대학교에 합류하기 전 프린스턴 대학교에서 조교수를 역임했다. 1950년부터 1985년까지 스탠퍼드에서 교수로 재직했다. 1961년 노벨 물리학상, 1987년 뉴사우스웨일스 대학교에서 디랙 메달을 수상했다.

퓰리처상 수상자인 더글러스 호프스태터는 그의 아들이다.

2.1. 초기 생애 및 교육

로버트 호프스태터는 1915년 2월 5일 뉴욕에서 폴란드계 유대인 이민자 가정에서 태어났다. 그의 아버지는 판매원이었던 루이스 호프스태터였고, 어머니는 헨리에타(결혼 전 성은 쾨니히스베르크)였다. 그는 뉴욕 시에서 성장하며 초등학교와 드윗 클린턴 고등학교를 졸업했다.

1931년 뉴욕 시립 대학교에 입학하여 1935년 20세의 나이로 우등으로 이학사 학위를 받았으며, 수학 및 물리학 분야에서 케년 상을 수상했다. 또한 제너럴 일렉트릭으로부터 찰스 A. 코핀 재단 펠로우십을 받아 프린스턴 대학교에서 대학원 과정을 밟을 수 있었고, 1938년 23세에 석사 및 박사 학위를 받았다. 그의 박사 학위 논문은 "경수소산과 중수소산에 의한 적외선 흡수"였다.

1942년에는 볼티모어 출신의 낸시 기번(1920–2007)과 결혼했다. 슬하에 세 자녀를 두었는데, 퓰리처상 수상자인 더글러스 호프스태터, 로라, 그리고 장애로 인해 의사소통이 불가능했던 몰리가 그들이다.

호프스태터는 펜실베이니아 대학교에서 박사 후 연구를 수행했으며, 스탠퍼드 대학교에 합류하기 전 프린스턴 대학교에서 조교수를 역임했다.

학력 및 경력

2.2. 연구 경력

프린스턴 대학교에서 박사 학위를 취득한 후, 펜실베이니아 대학교에서 박사 후 연구원으로 일했다. 전쟁 연구를 수행한 후 1946년 프린스턴 대학교로 돌아왔으며, 1950년부터 1985년까지 스탠퍼드 대학교에서 연구했다. 1956년 스탠퍼드 대학교에서 선형 가속기를 사용하여 수소나 납 등의 안정 핵에 전자를 충돌시켜 원자핵의 구조를 조사하는 연구를 수행하여 양성자, 중성자가 점이 아니라 넓이를 갖는다는 것을 보였다. 이 연구로 1961년 노벨 물리학상을 수상했다. 1987년에는 뉴사우스웨일스 대학교에서 디랙 메달을 수상했다.

2.3. 가족

로버트 호프스태터는 1942년에 볼티모어 출신의 낸시 기번(1920–2007)과 결혼했다. 슬하에 세 자녀를 두었는데, 로라, 몰리(장애로 인해 의사소통이 불가능했다), 퓰리처상 수상자 더글러스 호프스태터가 그들이다.

3. 주요 연구 업적

로버트 호프스태터는 전자 산란 실험, 섬광 검출기 개발, 페르미 단위 명명, 감마선 관측소 개발 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼다.

전자 산란 실험과 핵자 구조 연구:

호프스태터는 1956년 리뷰 오브 모던 피직스 저널에 "전자 산란과 핵 구조" 논문을 발표하면서 페르미라는 용어를 만들었다. 이 용어는 핵 및 입자 물리학에서 널리 사용된다. 1961년 노벨 물리학상 수상 당시 노벨 강연에서도 이 용어가 등장했다.

탈륨 활성 요오드화 나트륨 (NaI(Tl)) 섬광 검출기 개발:

1948년, 호프스태터는 전리 방사선 검출에 사용되는 탈륨 활성 요오드화 나트륨 검출기를 개발하여 특허를 출원했다. 이 검출기는 오늘날 감마선 검출에 널리 사용된다.

콤프턴 감마선 관측소 (CGRO)와 EGRET 망원경 개발:

말년에 호프스태터는 천체물리학에 관심을 갖고, 콤프턴 감마선 관측소의 EGRET 감마선 망원경 설계에 참여했다.

3.1. 전자 산란 실험과 핵자 구조 연구

로버트 호프스태터는 핵물리학의 창시자 중 한 명인 이탈리아 물리학자 엔리코 페르미(1901–1954)를 기리기 위해 1956년 리뷰 오브 모던 피직스 저널에 "전자 산란과 핵 구조" 논문을 발표하면서 기호 fm의 페르미라는 용어를 만들었다. 이 용어는 핵 및 입자 물리학 물리학자들이 널리 사용한다. 호프스태터가 1961년 노벨 물리학상을 수상했을 때, 그의 1961년 노벨 강연 "전자 산란 방법과 핵 및 핵자의 구조에의 적용"(1961년 12월 11일) 텍스트에도 이 용어가 등장했다.

3.2. 탈륨 활성 요오드화 나트륨 (NaI(Tl)) 섬광 검출기 개발

1948년 호프스태터는 이 결정체를 이용한 전리 방사선 검출에 대한 특허를 출원했다. 이러한 탈륨 활성 요오드화 나트륨 검출기는 오늘날까지 감마선 검출에 널리 사용된다.

3.3. 페르미 (단위) 명명

로버트 호프스태터는 핵물리학의 창시자 중 한 명인 이탈리아 물리학자 엔리코 페르미(1901–1954)를 기리기 위해 1956년 리뷰 오브 모던 피직스 저널에 발표한 논문 "전자 산란과 핵 구조"에서 fm 기호의 페르미라는 용어를 만들었다. 이 용어는 핵 및 입자 물리학 물리학자들이 널리 사용한다. 호프스태터가 1961년 노벨 물리학상을 수상했을 때, 이 용어는 1961년 12월 11일에 진행된 그의 노벨 강연 "전자 산란 방법과 핵 및 핵자의 구조에의 적용" 텍스트에 등장했다.

3.4. 콤프턴 감마선 관측소 (CGRO)와 EGRET 망원경 개발

말년의 호프스태터는 천체물리학에 관심을 가졌고, 섬광체에 대한 지식을 활용하여 아서 홀리 콤프턴(1927년 노벨 물리학상 수상)의 이름을 딴 콤프턴 감마선 관측소의 EGRET 감마선 망원경을 설계하는 데 기여했다. 스탠퍼드 대학교 물리학과는 호프스태터를 "콤프턴 관측소를 개발한 주요 과학자 중 한 명"으로 평가한다.

4. 수상 경력 및 영예

* 1958년, 미국 국립 과학원 회원으로 선출되었다.
* 1961년, 루돌프 뫼스바우어와 공동으로 노벨 물리학상을 수상했다. 수상 이유는 "원자핵에서의 전자 산란에 대한 [호프스태터의] 선구적인 연구와 핵자 구조에 관한 그에 따른 발견"이다.
* 스탠퍼드 대학교는 호프스태터의 이름을 딴 [https://web.archive.org/web/20140228130505/https://physics.stanford.edu/people/faculty/robert-hofstadter 로버트 호프스태터 기념 강연]을 개최하며, 매년 두 번의 강연(일반 대중 대상, 과학자 대상)이 열린다.
* 1970년, 미국 예술 과학 아카데미 회원으로 선출되었다.
* 1984년, 미국 업적 아카데미 골든 플레이트 상을 수상했다.
* 1986년, 미국 철학회 회원으로 선출되었다.
* 1987년, 뉴사우스웨일스 대학교에서 디랙 메달을 수상했다.