오스카르 클레인

1. 개요

오스카르 클레인은 스웨덴의 이론물리학자로, 칼루차-클라인 이론, 클라인-고든 방정식, 클라인-니시나 공식 등 현대 물리학에 중요한 업적을 남겼다. 그는 추가 차원이 존재하지만 매우 작게 말려 있다는 아이디어를 제시하여 끈 이론 발전에 기여했으며, 전하를 띤 약한 상호작용에 대한 보존 교환 모형을 제안하여 양-밀스 이론을 예견했다. 클레인은 스톡홀름 대학교에서 교수로 재직했으며, 막스 플랑크 메달을 수상했다. 그의 이름을 딴 오스카르 클레인 기념 강연과 오스카르 클레인 우주입자물리센터가 운영되고 있다.

2. 생애

클라인은 스톡홀름 외곽 단데뤼드시에서 스톡홀름 최고 랍비 고틀립 클라인_{Gottlieb Klein}과 토니 레비_{Antonie Levy}의 아들로 태어났다. 아버지 고틀립 클라인은 헝가리 왕국(현재의 슬로바키아) 후멘네 출신이었다. 어린 나이에 노벨 연구소에서 스반테 아레니우스의 제자가 되었고, 제1차 세계 대전이 발발했을 때는 프랑스의 장 바티스트 페랭에게 가는 도중에 군대에 징집되었다.

1917년부터 코펜하겐 대학교에서 닐스 보어에게 몇 년 간 수학했으며, 1921년에 스톡홀름 대학교에서 박사 학위를 받았다. 1923년 그는 미시간 대학교 앤아버에서 교수직을 맡아서, 막 결혼한 덴마크 출신의 아내 게르다 코흐_{Gerda Koch}와 함께 그곳으로 이사했다. 클라인은 1925년 덴마크 코펜하겐으로 돌아왔고, 네덜란드 레이던에서 파울 에렌페스트와 함께 시간을 보냈다. 1926년 룬드 대학교에서 강사가 되었으며, 1930년 스톡홀름 대학교의 물리학 교수가 되었다. 이 자리는 에리크 이바르 프레드홀름이 1927년 사망할 때까지 맡았던 자리였다. 클라인은 1959년 막스 플랑크 메달을 받았다. 그리고 1962년 명예 교수로 은퇴했다.

클라인은 칼루차-클레인 이론의 일부 아이디어를 발견한 것으로 알려져 있다. 이 아이디어는 여분 차원들이 물리적으로 실재하지만 돌돌 말려있고 매우 작을 수 있다는 것으로, 끈 이론에 필수적인 아이디어이다.

1938년 그는 전하-하전 약한 상호작용(방사성 붕괴)에 대한 보존 교환 모형을 제안했다. 일본 물리학자 유카와 히데키의 유사한 제안 이후 몇 년 후 일이었다. 클라인의 모형은 국부적 등방성 게이지 대칭을 기반으로 했으며, 이 이론이 나옮으로써 차후에 양-밀스 이론이 나오는 기반이 되었다.

오스카르 클레인 기념 강연(Oskar Klein Memorial Lecture)은 스톡홀름 대학에서 매년 열리며 그의 이름을 땄다. 스웨덴 스톡홀름에 있는 오스카르 클레인 우주입자 물리학 센터도 그를 기린다.

오스카르 클라인은 헬레 클라인_{Helle Klein}의 할아버지이다.

3. 업적

클라인은 현대 물리학에 여러 중요한 기여를 했다. 그는 칼루차-클라인 이론에서 추가 차원이 존재하지만 매우 작은 크기로 말려 있다는 개념을 제시했는데, 이는 끈 이론과 M이론에 필수적이다.

클라인의 이름을 딴 이론으로는 칼루차-클라인 이론, 클라인-고든 방정식, 클라인-니시나 공식 등이 있다.

스톡홀름 대학교에서는 매년 그의 업적을 기리는 오스카르 클레인 기념 강연이 열리고, 스톡홀름에는 오스카르 클레인 우주입자물리센터가 설립되어 그의 이름을 기리고 있다.

3.1. 칼루차-클라인 이론

클레인은 칼루차-클레인 이론의 일부 아이디어를 발견한 것으로 알려져 있다. 이 아이디어는 여분 차원들이 물리적으로 실재하지만 돌돌 말려있고 매우 작을 수 있다는 것으로, 끈 이론에 필수적인 아이디어이다.

1938년 그는 전하를 띤 약한 상호작용(방사성 붕괴)에 대한 보존 교환 모형을 제안했는데, 이는 유카와 히데키의 유사한 제안 몇 년 후였다. 클라인의 모형은 국부적 등방 게이지 대칭을 기반으로 했으며, 이 이론은 차후에 양-밀스 이론이 나오는 기반이 되었다.

3.2. 클라인-고든 방정식

클레인은 1926년에 상대론적 파동 방정식의 가장 간단하고 전형적인 예시인 클라인-고든 방정식을 발견했다. 이 방정식은 예를 들어 파이온과 관련된 스칼라장의 거동을 설명한다. 발터 고든과 블라디미르 포크는 몇 달 후에 이 방정식을 독립적으로 발견하여 발표했다. 클라인-고든 방정식은 스티글러 명명법칙의 예시인데, 이는 1925년에 에르빈 슈뢰딩거가 처음 발견했지만, 슈뢰딩거가 이 방정식이 수소 원자에 대한 정확한 미세 구조를 제공하지 못한다는 사실에 실망하여 클레인, 고든, 포크의 논문이 발표된 후에야 출판되었기 때문이다.

3.3. 기타 업적

클라인은 칼루차-클라인 이론의 일부 아이디어를 발견한 것으로 알려져 있다. 이 아이디어는 여분 차원들이 물리적으로 실재하지만 돌돌 말려있고 매우 작을 수 있다는 것으로, 끈 이론에 필수적인 아이디어이다.

1938년 그는 전하를 띤 약한 상호작용(방사성 붕괴)에 대한 보존 교환 모형을 제안했다. 이는 유카와 히데키의 유사한 제안 몇 년 후였다. 클라인의 모형은 국부적 등방성 게이지 대칭을 기반으로 했으며, 이후 양-밀스 이론이 나오는 기반이 되었다.

스톡홀름 대학교에서 매년 열리는 오스카르 클레인 기념 강연은 그의 이름을 따서 명명되었다. 스웨덴 스톡홀름에 있는 오스카르 클레인 우주입자물리학센터 또한 그를 기리기 위한 것이다.

클라인은 원자를 주회하는 미세한 보이지 않는 입자를 동반하는 시간 여행에 대한 이론으로도 잘 알려져 있다. 이 이론은 널리 알려져 있지만, 원자 내 입자 시험을 포함한 현재 기술로는 증명도 반론도 되지 않고 있다. 클라인의 이름을 딴 이론으로는 칼루차-클라인 이론, 클라인-고든 방정식, 클라인-니시나 공식이 있다.

4. 유산

클라인은 칼루차-클라인 이론의 일부 아이디어를 발견한 것으로 알려져 있다. 이 아이디어는 여분 차원들이 물리적으로 실재하지만 돌돌 말려있고 매우 작을 수 있다는 것으로, 끈 이론에 필수적인 아이디어이다.

1938년 그는 전하-하전 약한 상호작용(방사성 붕괴)에 대한 보존 교환 모형을 제안했다. 이는 유카와 히데키의 유사한 제안 이후 몇 년 후 일이었다. 클라인의 모형은 국부적 등방성 게이지 대칭을 기반으로 했으며, 이 이론이 나옮으로써 차후에 양-밀스 이론이 나오는 기반이 되었다.

스톡홀름 대학교에서 매년 열리는 오스카르 클레인 기념 강연은 그의 이름을 따서 명명되었다. 스웨덴 스톡홀름에 있는 오스카르 클레인 우주입자물리센터 또한 그를 기리기 위한 것이다.

오스카르 클라인은 헬레 클라인의 할아버지이다.