월터 콘

1. 개요

월터 콘은 오스트리아 출신의 미국 물리학자이자 이론 물리학 연구소의 초대 소장이었다. 나치 치하에서 영국으로 피난하여 캐나다에서 교육을 받은 그는 토론토 대학교에서 학위를 받고 하버드 대학교에서 박사 학위를 받았다. 콘은 카네기 멜론 대학교, 캘리포니아 대학교 샌디에이고, 캘리포니아 대학교 샌타바바라에서 교수로 재직하며, 반도체 물리학과 다체 문제 연구에 기여했다. 특히 밀도 범함수 이론(DFT)을 개발하여 1998년 노벨 화학상을 수상했다. 그는 또한 미국 물리학회 올리버 E. 벅리 상, 미국 국가 과학상 등을 수상했으며, 유대인 관련 프로젝트 참여 및 사회 활동에도 적극적으로 참여했다.

2. 초기 생애 및 교육

월터 콘은 1923년 오스트리아 제1 공화국의 빈에서 유대인 가정에서 태어났다. 나치의 박해를 피해 1939년 영국을 거쳐 캐나다로 이주했지만, 그의 부모는 아우슈비츠에서 사망했다. 1945년 토론토 대학교에서 응용수학 학사 학위를, 1946년 동 대학원에서 석사 학위를 받았다. 1948년 하버드 대학교에서 줄리언 슈윙거의 지도를 받아 물리학 박사 학위를 취득했다.

2.1. 어린 시절과 킨더수송

콘은 히틀러에 의한 오스트리아 합병 직후 킨더수송 구출 작전의 일환으로 영국에 도착했다. 그는 유대인 가족 출신으로, 다음과 같이 적었다. "나의 조국인 오스트리아에 대한 나의 감정은 매우 고통스러우며 앞으로도 그럴 것이다. 그것은 나치 정권 하에서 유대인 소년으로 보낸 1년 반의 생생한 기억과, 홀로코스트 기간 동안 나의 부모인 살로몬과 기텔 콘, 다른 친척, 그리고 몇몇 교사들이 살해된 사건에 의해 지배된다. ... 나는 내가 강한 유대인 정체성을 가지고 있으며, 수년에 걸쳐 샌디에이고 캘리포니아 대학교에 유대교 연구 프로그램을 설립하는 것과 같은 여러 유대인 프로젝트에 참여해 왔다는 것을 언급하고 싶다." 콘은 또한 이신론자로 자신을 밝히기도 했다.

2.2. 캐나다에서의 삶과 교육

콘은 제2차 세계 대전 발발 후 1940년 7월에 캐나다로 이송되었다. 17세의 콘은 U보트의 위협을 받는 해역을 통과하는 영국 호송대의 일원으로 캐나다 퀘벡 시티로 갔고, 거기에서 기차를 타고 트루아-리비에르의 캠프로 이동했다. 그는 처음에 퀘벡의 셔브룩 근처의 캠프에 구금되었다. 이 캠프와 다른 캠프들은 콘이 최대한 활용했던 소수의 교육 시설을 제공했으며, 그는 마침내 토론토 대학교에 입학하는 데 성공했다. 독일 국적이었기 때문에 화학 건물에 들어갈 수 없어, 대신 물리학과 수학을 선택했다. 1945년에 토론토 대학교를 졸업했다.

3. 과학적 경력

월터 콘은 1945년 토론토 대학교에서 응용수학 학사 학위를, 1946년에는 동 대학원에서 응용수학 석사 학위를 받았다. 1948년에는 하버드 대학교에서 줄리안 슈윙거의 지도 아래 삼체 산란 문제를 연구하여 물리학 박사 학위를 받았다. 하버드에서 존 해스브룩 반 블렉의 영향을 받아 고체 물리학에 관심을 갖게 되었다.

캐나다 국립 연구 위원회 박사 후 연구원으로 코펜하겐에서 잠시 활동한 후, 1950년부터 1960년까지 카네기 멜론 대학교에서 교수로 재직하며 고체 물리학 분야에서 중요한 연구를 수행했다. 특히, 현재 KKR 방법으로 알려진 다중 산란 밴드 구조에 관한 연구를 수행했다. 벨 연구소와의 협력을 통해 반도체 물리학 연구에도 참여하여, 조아킨 마즈닥 루팅어와 함께 반도체 밴드 구조의 루팅어-콘 모델을 개발했다.

1960년, 콘은 새로 설립된 캘리포니아 대학교 샌디에이고(UCSD)로 옮겨 1979년까지 물리학과 학과장을 역임했다. 이 기간 동안 페르미 기체 및 그 결합 상태와 비결합 상태와 관련된 콘-마줌다르 정리를 개발했다. 1979년부터 1984년까지 산타바바라에 있는 이론 물리학 연구소(KITP) 초대 소장을 역임했다. 1984년에는 캘리포니아 대학교 샌타바바라(UCSB) 물리학과 교수로 임명되어 은퇴할 때까지 재직했다.

콘은 반도체 물리학에 대한 공헌으로 미국 물리학회로부터 올리버 E. 벅리 상을 수상했으며, 다체 문제에 대한 공헌으로 페인버그 메달을 수상했다.

3.1. 밀도 범함수 이론 (DFT) 개발

콘의 가장 중요한 업적은 밀도 범함수 이론(DFT)의 개발이다. 1964년 파리 고등사범학교 방문 중 피에르 호헨베르크와 함께 호헨베르크-콘 정리를 발표하여 DFT의 이론적 기초를 확립했다. 1965년 루 주 샴과 함께 콘-샴 방정식을 발표하여 DFT를 실제 계산에 적용할 수 있는 길을 열었다. 콘-샴 방정식은 현대 재료 과학의 표준적인 실무 도구이며, 심지어 플라즈마의 양자 이론에도 사용된다.

밀도 범함수 이론에 대한 연구는 피에르 호헨베르크와 함께 파리의 고등사범학교^프랑스어를 방문하는 동안 시작되었으며, 합금 이론을 고려하면서 촉발되었다. 호헨베르크-콘 정리는 루 주 샴과의 협력을 통해 더욱 발전하여 콘-샴 방정식을 만들어냈다.

1964년 피에르 호헨베르크와 함께 발표한 불균질 전자 가스에 관한 논문에서는, 바닥 상태의 전자 밀도 분포가 주어지면 계에 주어진 불균일한 외장을 재현할 수 있음을 증명하고, 또한 바닥 상태의 전자 밀도를 찾기 위해 필요한 호헨베르크-콘의 에너지 밀도 범함수를 주어, 밀도 범함수 이론의 이론적 근거를 확립했다. 1965년에는 류 샴과 함께 발표한 논문에서, 다전자계의 전자 밀도를 상호 작용이 없는 참조계에서의 파동 함수 (콘-샴 궤도)를 경유하여 구하는 콘-샴 방정식을 유도했다.

2004년, 1893년부터 2003년까지 Physical Review 저널에 대한 모든 인용을 연구한 결과, 콘은 처음 두 편을 포함하여 "가장 높은 인용 영향력"을 가진 100편의 논문 중 5편의 저자였다.

3.2. 기타 연구 업적

콘은 찬찰 쿠마르 마줌다르와 함께 페르미 기체 및 그 결합 상태와 비결합 상태와 관련된 '콘-마줌다르 정리'를 개발했다. 또한, 금속 포논에서의 콘 이상 현상을 연구했다.

그는 엑시톤 절연체 및 초전도성에 대한 이론적 연구도 수행했다.

4. 수상 경력 및 영예

* 1961년: 올리버 E. 버클리 응집물질상 (미국 물리학회)
* 1977년: 데이비슨-거머 상 (미국 물리학회)
* 1988년: 미국 국가 과학상
* 1998년: 노벨 화학상
* 1998년: 왕립 학회 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출
* 1999년: 오스트리아 과학 예술 훈장
* 2008년: 오스트리아 공화국 공헌 은성 대훈장
* 2012년: 하버드 대학교 명예 학위 명예 과학 박사 수여

5. 사회 활동 및 기타

콘은 과학 연구 외에도 사회 문제에 관심을 가지고 적극적으로 참여했다. 샌디에이고 캘리포니아 대학교에 유대교 연구 프로그램 설립에 기여하는 등 유대인 관련 프로젝트에 참여했다. 이신론자로 자신을 밝히기도 했다.

로널드 레이건의 스타워즈 계획에 반대했다.

1952년에 미국 시민권을 취득했다. 2016년 4월 19일 캘리포니아주 샌타바버라에서 93세의 나이로 사망했다.

6. 주요 저서