오토 슈테른

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1. 개요

오토 슈테른은 독일 태생의 실험 물리학자이다. 슈테른은 브레슬라우 대학교에서 물리화학 박사 학위를 받았으며, 알베르트 아인슈타인을 따라 프라하와 취리히에서 연구했다. 그는 함부르크 대학교 교수로 재직하며 분자선 방법을 개발하고 슈테른-게를라흐 실험을 통해 스핀 양자화를 발견하는 데 기여했다. 또한 양성자의 자기 모멘트를 측정했다. 나치의 집권 이후 미국으로 이주하여 카네기 공과대학교에서 교수로 활동했으며, 1943년 "분자선 방법의 개발과 양성자의 자기 모멘트 발견에 대한 공헌"으로 노벨 물리학상을 수상했다.

오토 슈테른 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1950년대의 슈테른
1950년대의 슈테른
이름오토 슈테른
로마자 표기Otto Stern
출생일1888년 2월 17일
출생지독일 제국 프로이센 왕국 조라우 (현재의 폴란드 조리)
사망일1969년 8월 17일
사망지미국 캘리포니아주 버클리
국적독일, 미국
학력 및 경력
모교브로츠와프 대학교
프랑크푸르트 대학교
박사 지도 교수오토 자쿠어
근무 기관로스토크 대학교
함부르크 대학교
카네기 공과대학교
캘리포니아 대학교 버클리
취리히 연방 공과대학교
학문 분야물리학 (실험물리학, 전기화학)
업적
주요 업적슈테른-게를라흐 실험
양자 스핀
분자선
슈테른 모델 (전기 이중층)
슈테른-폴머 관계
수상노벨 물리학상 (1943년)
기타
노벨상 수상 정보원자선 방법의 개발과 양성자의 자기 모멘트 발견
인용구오토 슈테른
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2. 생애

함부르크 대학교 물리학 연구소 벽에 있는 슈테른의 재직 기간을 기념하는 명판
함부르크 대학교 물리학 연구소 벽에 있는 슈테른의 재직 기간을 기념하는 명판


오토 슈테른은 독일 제국 프로이센 왕국의 슐레지엔 주 소라우(현재 폴란드 Żory폴란드어)에서 유대인 가정에서 태어났다. 1892년부터 브레슬라우(현재 폴란드 브로츠와프)에서 살았다. 프라이부르크 임 브라이스가우, 뮌헨, 그리고 브레슬라우 대학교(현 브로츠와프 대학교)에서 공부했다.

1912년 브레슬라우 대학교에서 물리화학 박사 학위를 받은 후, 알베르트 아인슈타인을 따라 프라하 대학교로, 그리고 1913년에는 취리히 연방 공과대학교로 갔다. 제1차 세계 대전 중 러시아 전선에서 기상학 연구를 하면서도 공부를 계속했고, 1915년 프랑크푸르트 대학교에서 교수 자격(Habilitation)을 받았다. 1921년 로스토크 대학교 교수가 되었지만, 1923년 함부르크 대학교에 새로 설립된 물리화학 연구소 소장이 되면서 자리를 옮겼다.

1930년 캘리포니아 대학교 버클리에서 명예 법학 박사(LL.D.) 학위를 받았다. 1930년대에 버클리에서 자주 방문 교수로 일하며 교수진들과 가까워졌다. 1933년 나치의 집권으로 함부르크 대학교 교수직을 사임하고, 피츠버그로 이주하여 카네기 공과대학교 물리학 교수가 되었다.

실험 물리학자로서, 1922년 발터 게를라흐와 함께 슈테른-게를라흐 실험을 통해 스핀 양자화를 발견했다. 평생 연구 파트너였던 이마누엘 에스터만과 함께 분자 빔(molecular beam) 방법을 개발했다. 1943년 "분자선 방법의 개발과 양성자의 자기 모멘트 발견에 대한 공헌"으로 노벨 물리학상을 단독 수상했다. 1945년 미국 국립 과학 아카데미, 1946년 미국 철학 학회 회원으로 선출되었다.

1945년 카네기 공과대학교에서 은퇴한 후 캘리포니아주 버클리로 이주하여, 1969년 8월 17일 심장마비로 사망했다. 그의 조카는 결정학자인 리젤로테 템플턴이었다.

2.1. 초기 생애 및 교육

오토 슈테른은 1888년 2월 17일 당시 독일 제국령이었던 슐레지엔의 소라우(현재 폴란드 Żory폴란드어)에서 유대인 가정에서 태어났다. 아버지 오스카 슈테른은 제분소 소유주였으며, 어머니 유제니아 로젠탈은 라비치(현재 폴란드 Rawicz폴란드어) 출신이었다. 1892년부터 브레슬라우(현재 폴란드 브로츠와프)에서 성장했으며, 프라이부르크 임 브라이스가우, 뮌헨, 브레슬라우 대학교(현재 브로츠와프 대학교)에서 공부했다.

1912년 브레슬라우 대학교에서 오토 자쿠르의 지도하에 물리화학 박사 학위를 취득했다. 박사 학위 논문은 고농도 용액에서 삼투압의 운동론에 대한 연구였다. 이후 알베르트 아인슈타인을 따라 프라하 대학교로, 1913년에는 취리히 연방 공과대학교로 갔다.

2.2. 학문적 경력

슈테른은 1912년 브레슬라우 대학교(현 폴란드 브로츠와프 대학교)에서 물리화학 박사 학위를 취득했다. 그의 박사 학위 논문은 오토 자쿠르(Otto Sackur)의 지도하에 고농도 용액에서 삼투압의 운동론에 대한 연구였다. 이후 알베르트 아인슈타인을 따라 프라하 찰스 대학교와 1913년 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich)에서 연구를 수행했다.

제1차 세계 대전 중 러시아 전선에서 기상학 연구를 하면서도 학업을 계속하여, 1915년 프랑크푸르트 대학교에서 교수 자격(Habilitation)을 취득했다. 1921년 로스토크 대학교 교수가 되었으나, 1923년 함부르크 대학교에 새로 설립된 물리화학 연구소(Institut für Physikalische Chemie) 소장으로 부임했다.

1930년 캘리포니아 대학교 버클리에서 명예 법학 박사(LL.D.) 학위를 받았다. 1930년대에 버클리에서 자주 방문 교수로 일하며 길버트 뉴턴 루이스 등 버클리 교수진들과 가까워졌고, 1933년 그를 노벨 화학상 후보로 추천하기도 했다.

1933년 나치 집권으로 함부르크 대학교 교수직을 사임하고, 피츠버그로 이주하여 카네기 공과대학교 물리학 교수가 되었다.

2.3. 슈테른-게를라흐 실험

슈테른은 1922년 2월 게를라흐와 함께 프랑크푸르트 암 마인에서 슈테른-게를라흐 실험을 통해 스핀 양자화를 발견했다. 이 실험은 양자역학에서 스핀 개념을 확립하는 데 결정적인 역할을 했다.

2.4. 분자선 방법과 양성자 자기 모멘트

슈테른은 분자선 방법을 개발하여 원자와 분자의 파동성을 연구하는 데 기여했다. 그는 평생 연구 파트너였던 이마누엘 에스터만과 함께 원자와 분자의 파동적 성질, 원자의 자기 모멘트를 측정하고, 양성자의 자기 모멘트를 발견했으며, 분자 빔 에피택시(molecular beam epitaxy) 기법에 활용되는 분자 빔(molecular beam) 방법을 개발했다. 1933년 양성자자기 모멘트를 측정하여, 양성자가 단순한 점입자가 아님을 밝혀냈다. 이 업적으로 1943년 노벨 물리학상을 단독 수상했다.

2.5. 은퇴 이후

1945년 카네기 공과대학교에서 은퇴한 후 캘리포니아주 버클리로 이주했다. 버클리 캘리포니아 대학교 물리학 콜로키움에 정기적으로 참석했으며, 1969년 8월 17일 버클리에서 심장마비로 사망했다.

3. 수상 및 영예

함부르크 대학교 물리학 연구소 벽에 있는 슈테른의 재직 기간을 기념하는 명판
함부르크 대학교 물리학 연구소 벽에 있는 슈테른의 재직 기간을 기념하는 명판

* 1930년 캘리포니아 대학교 버클리에서 명예 법학 박사(LL.D.) 학위를 받았다.
* 1943년 "분자선 방법의 개발과 양성자의 자기 모멘트 발견에 대한 공헌"으로 노벨 물리학상을 단독 수상하였다.
* 1945년 미국 국립 과학 아카데미 회원으로 선출되었다.
* 1946년 미국 철학 학회 회원으로 선출되었다.
* 독일 물리학회(Deutsche Physikalische Gesellschaft)는 실험 물리학 분야에서 탁월한 업적을 기념하기 위해 그와 발터 게를라흐의 이름을 따서 슈테른-게를라흐 메달(Stern-Gerlach-Medaille)을 제정하였다.