알랭 아스페

1. 개요

알랭 아스페는 프랑스의 물리학자이다. 그는 1980년대 초 벨 테스트 실험을 수행하여 양자 얽힘의 개념을 실험적으로 검증했으며, 이는 알베르트 아인슈타인 등이 제기한 EPR 역설에 대한 중요한 증거를 제시했다. 아스페는 에콜 폴리테크니크 교수를 역임했으며, 2022년 존 클라우저, 안톤 차일링거와 함께 양자 정보 과학 개척에 기여한 공로로 노벨 물리학상을 수상했다. 그는 또한 울프상, 발잔상 등 다수의 권위 있는 상을 수상했으며, 프랑스 과학 아카데미, 왕립 학회 등 여러 학술 단체의 회원으로 활동하고 있다.

2. 생애 및 교육

알랭 아스페는 아장 출신으로, 고등사범학교 드 카샹(현재 파리-사클레 대학교의 일부)을 졸업하고, 오르세 대학교(파리-남부 대학교)에서 석사 및 박사 학위를 받았다. 1969년 물리학 아그레가시옹 시험에 합격했으며, 1971년 고등 광학 학교(고등 광학 연구소)에서 박사 학위를, 1983년에는 파리-남부 대학교에서 국가 박사 학위를 취득했다.

이후 카메룬에서 3년간 교편을 잡으며 국가 봉사를 했다. 1980년대 초에는 벨 테스트 실험을 수행하여 양자 얽힘 현상을 실험적으로 증명하는 데 기여했다.

2008년 헤리엇-와트 대학교에서 명예 박사 학위를 받았다.

2.1. 초기 생애

아스페는 아장 출신으로, 고등사범학교 드 카샹(ENS Cachan, 현재 파리-사클레 대학교의 일부)을 졸업했다. 1969년 물리학 아그레가시옹 시험에 합격했으며, 1971년 오르세 대학교(파리-남부 대학교로 알려짐)의 고등 광학 학교(고등 광학 연구소로 알려짐)에서 박사 학위를 받았다. 그는 이후 당시 의무 복무를 대신하여 카메룬에서 3년간 교직 생활을 했다.

2.2. 카메룬 봉사 및 벨 부등식 실험

아스페는 오르세 대학교에서 석사학위를 받았다. 그 후 카메룬에서 3년간 교편을 잡으며 국가 봉사를 했다.

1980년대 초, EPR 역설을 참조하여 벨 부등식 실험을 수행했다. 1972년 스튜어트 프리드먼과 존 클라우저의 첫 실험에 이어, 아스페의 실험은 특히 locality loophole을 막음으로써 벨 부등식이 어긋난다는 논제를 더욱 뒷받침하기 위해 고려되었다. 이 실험에서 아스페는 벨 부등식의 일종인 CHSH inequality^영어이 깨짐을 입증했다. 그의 실험은 많은 물리학자들에게 벨 부등식이 성립하지 않으며, 즉 국소적 실재론이 옳지 않다는 것을 결정적으로 보여주는 것으로 받아들여졌다. 다만 이 실험에는 불완전한 점이 있어, 더 완벽한 검증이 다른 연구 그룹에 의해 계속되었다. 이 실험은 알베르트 아인슈타인, 보리스 포돌스키, 네이선 로젠의 양자역학에 대한 가설적 귀류법, 즉 '유령 같은 원격 작용'을 의미한다는 것을 보여주었다. 실제로 두 기본 입자가 임의로 큰 거리에 떨어져 있을 때도 이것이 실현되는 것으로 나타났다 (EPR 역설 및 아스페의 실험 참조). 입자의 파동 함수 사이의 상관 관계는 두 입자가 하나의 파동 함수의 일부였고, 그 중 하나가 측정되기 전까지 유지된다.

벨 부등식에 대한 그의 연구가 끝난 후, 아스페는 중립적인 원자의 레이저 냉각에 대한 연구로 방향을 틀었다.

2.3. 학문적 경력

아스페는 오르세 대학교에서 석사학위를 받았다. 그 후 카메룬에서 3년간 교편을 잡으며 국가 봉사를 했다.

1980년대 초, 벨 부등식 실험을 수행했다(EPR 역설 참조). 1969년 물리학 아그레가시옹 시험에 합격했으며, 1971년 오르세 대학교(파리-남부 대학교로 알려짐)의 고등 광학 학교(고등 광학 연구소로 알려짐)에서 박사 학위를 받았다.

1980년대 초, 국가 박사 학위 (자격 논문)를 연구하면서, 벨 테스트 실험을 수행했다. 이 실험은 알베르트 아인슈타인, 보리스 포돌스키, 네이선 로젠의 양자역학에 대한 가설적 귀류법, 즉 '유령 같은 원격 작용'을 의미한다는 것을 보여주었다. 실제로 두 기본 입자가 임의로 큰 거리에 떨어져 있을 때도 이것이 실현되는 것으로 나타났다 (EPR 역설 및 아스페의 실험 참조). 입자의 파동 함수 사이의 상관 관계는 두 입자가 하나의 파동 함수의 일부였고, 그 중 하나가 측정되기 전까지 유지된다. 1983년 파리-남부 대학교(현재 파리-사클레 대학교의 일부)에서 국가 박사 학위를 받았다.

1969년 그랑제콜의 고등사범학교 드 카샹(현재 파리-사클레 대학교)를 졸업하고, 1971년 고등 광학 연구소에서 물리학 박사 학위를 취득했다. 1983년 파리 제11대학교 파리-쉬드에서 박사 학위를 취득했다. 1985년부터 1992년까지 클로드 코앙-타누지 아래에서 콜레주 드 프랑스에 재직하며 연구실 부소장을 역임했다. 2005년부터 에콜 폴리테크니크 교수를 맡고 있다. 2008년 헤리엇-와트 대학교에서 명예 박사 학위를 받았다. 2015년 왕립 학회 외국인 회원으로 선출되었다.

3. 연구 업적

알랭 아스페는 1972년 스튜어트 프리드먼과 존 클라우저의 첫 실험에 이어 벨 부등식이 성립하지 않는다는 것을 보여주는 실험을 수행했다. 특히 이 실험은 국소성 헛점을 막는 중요한 역할을 했다. 그러나 이 실험 결과는 국소적 실재론의 원리를 따르는 다른 설명이 가능했기 때문에 완벽하게 결정적인 것은 아니었다.

이후 아스페는 카스틀러-브로셀 연구소에서 중성 원자의 레이저 냉각과 보스-아인슈타인 응축에 대한 연구를 진행했다.

3.1. 벨 부등식 실험과 양자 얽힘 검증

1972년 스튜어트 프리드먼과 존 클라우저의 첫 실험에 이어, 아스페의 실험은 특히 국소성 헛점을 막음으로써 벨 부등식이 어긋난다는 논제를 더욱 뒷받침하기 위해 고려되었다. 그러나 그의 결과는 국소적 실재론의 원리를 준수하는 대안적 설명이 가능한 헛점이 있었기에 완전히 결정적인 것은 아니었다.

1980년대 초 프랑스에서 공동 실험자들과 함께 벨 부등식을 검증하는 실험을 수행했다. 이 실험에서 아스페는 벨 부등식의 일종인 CHSH inequality^영어이 깨짐을 입증했다.

그의 실험은 많은 물리학자들에게 벨 부등식이 성립하지 않으며, 즉 국소적 실재론이 옳지 않다는 것을 결정적으로 보여주는 것으로 받아들여졌다. 다만 이 실험에는 불완전한 점이 있어, 더 완벽한 검증이 다른 연구 그룹에 의해 계속되었다.

3.2. 레이저 냉각 및 보스-아인슈타인 응축 연구

벨 부등식에 대한 연구 이후, 아스페는 카스틀러-브로셀 연구소에서 중성 원자의 레이저 냉각과 보스-아인슈타인 응축 연구로 전환했다.

4. 수상 및 영예

알랭 아스페는 프랑스 과학 아카데미와 프랑스 기술 아카데미 회원이며 에콜 폴리테크니크 교수이다. 2005년 국립 과학 연구 센터(CNRS)의 금메달을 받았고, 2010년 안톤 차일링거, 존 클라우저와 함께 울프 물리학상을 수상했다.

2011년 파리 시 메달을 받았으며, 2013년 닐스 보어 국제 금메달과 유네스코 닐스 보어 메달을 수상했다. 같은 해 양자 정보 처리 및 통신 분야에서 발잔상을 수상했고, 2014년에는 레지옹 도뇌르 훈장 장교로 임명되었다.

1998년 지구 역학 및 천체 측정 연구 센터(Caussols)의 천문학자들이 발견한 소행성 33163 알랭아스페(Alainaspect)는 그의 이름을 따서 명명되었다.

2015년 왕립 학회 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출되었으며, 2022년 존 클라우저, 안톤 차일링거와 함께 "얽힌 광자를 사용한 실험으로 벨 부등식의 위반을 확립하고 양자 정보 과학을 개척한 공로"로 노벨 물리학상을 수상했다.

4.1. 주요 수상

알랭 아스페는 다음 상들을 수상했다.

4.2. 훈장

* Commandeur^프랑스어 레지옹 도뇌르 훈장 (2022년)
* Officier^프랑스어 레지옹 도뇌르 훈장 (2014년)
* Officier^프랑스어 국가 훈장 (2011년)
* Commandeur^프랑스어 학술 훈장 (2011년)
* 파리 시 메달 (2011년)
* Chevalier^프랑스어 레지옹 도뇌르 훈장 (2005년)

4.3. 명예 학위

아스페는 2008년 헤리엇-와트 대학교에서 명예 박사 학위를 받았다.

4.4. 기타 영예

알랭 아스페는 프랑스 과학 아카데미와 프랑스 기술 아카데미 회원이며 에콜 폴리테크니크 교수이다. 2005년에 국립 과학 연구 센터(CNRS)의 금메달을 받았다. 2010년 울프 물리학상을 안톤 차일링거, 존 클라우저와 함께 수상했다.

2011년 파리 시 메달을 받았으며, 2013년 닐스 보어 국제 금메달과 유네스코 닐스 보어 메달을 모두 수상했다. 같은 해 양자 정보 처리 및 통신 분야에서 발잔상을 수상했다. 2014년에는 레지옹 도뇌르 훈장의 장교로 임명되었다.

1998년 지구 역학 및 천체 측정 연구 센터(Caussols)의 천문학자들이 발견한 소행성 33163 알랭아스페(Alainaspect)는 그의 이름을 따서 명명되었다.

2015년 왕립 학회 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출되었다.

2022년 노벨 물리학상을 존 클라우저, 안톤 차일링거와 함께 "얽힌 광자를 사용한 실험으로 벨 부등식의 위반을 확립하고 양자 정보 과학을 개척한 공로"로 수상했다.

5. 저서

* Lévy statistics and laser cooling : how rare events bring atoms to rest^영어 (2002년, 케임브리지 대학교 출판부, 공저)
* Speakable and unspeakable in quantum mechanics : collected papers on quantum philosophy^영어 (2004년, 케임브리지 대학교 출판부, 서문)
* Introduction to quantum optics : from the semi-classical approach to quantized light^영어 (2010년, 케임브리지 대학교 출판부, 공저)