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존 바딘

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목차

1. 개요

존 바딘은 미국의 물리학자이자 전기 기술자이다. 그는 1908년 위스콘신주 매디슨에서 태어나 위스콘신 대학교에서 학위를 받았으며, 걸프 연구소에서 지구물리학자로 일했다. 이후 프린스턴 대학교에서 박사 학위를 취득하고, 벨 연구소에서 윌리엄 쇼클리, 월터 브래튼과 함께 트랜지스터를 발명하여 1956년 노벨 물리학상을 수상했다. 1951년 일리노이 대학교 교수로 부임하여 초전도 이론 연구를 시작, 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 BCS 이론을 제시하여 1972년 두 번째 노벨 물리학상을 받았다. 그는 노벨 물리학상을 두 번 수상한 유일한 인물이다.

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존 바딘 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1956년의 바딘
이름존 바딘
로마자 표기John Bardeen
일본어 표기ジョン・バーディーン
출생일1908년 5월 23일
출생지미국 위스콘신주 매디슨
사망일1991년 1월 30일
사망지미국 매사추세츠주 보스턴
국적미국
학력위스콘신 대학교 매디슨 (학사, 석사)
프린스턴 대학교 (박사)
배우자제인 맥스웰 (1938년 결혼)
자녀제임스, 윌리엄, 엘리자베스
박사 학위 논문 제목일함수 양자 이론
박사 학위 논문 URLQuantum Theory of the Work Function
박사 학위 취득 년도1936년
지도 교수유진 폴 위그너
학문적 조언자존 해스브룩 밴블렉
박사 학위 제자닉 홀로니악, 윌리엄 L. 맥밀런, 존 로버트 슈리퍼
주요 업적바딘의 형식주의
매티스-바딘 이론
BCS 이론
전계 효과 트랜지스터
점접촉 트랜지스터
소속벨 연구소, 미네소타 대학교, 일리노이 대학교 어바나-샴페인
주요 수상스튜어트 발렌타인 메달 (1952년)
올리버 E. 버클리 응축 물질상 (1954년)
노벨 물리학상 (1956년, 1972년)
프리츠 런던 기념상 (1962년)
국가 과학 훈장 (1965년)
IEEE 명예 훈장 (1971년)
왕립학회 외국인 회원 (1973년)
프랭클린 메달 (1975년)
로모노소프 황금 메달 (1987년)
해럴드 펜더 상 (1988년)
참고 사항노벨 물리학상을 두 번 수상한 유일한 인물
수상 내역
1956년 노벨 물리학상반도체 연구 및 트랜지스터 효과 발견
1972년 노벨 물리학상초전도 현상의 이론적 규명

2. 교육 및 초기 생애

존 바딘은 1908년 5월 23일 위스콘신주 매디슨에서 태어났다.[8] 그의 아버지는 위스콘신 대학교 의과대학의 초대 학장이었던 찰스 바딘이다. 바딘은 위스콘신 대학교 고등학교(University of Wisconsin High School)를 1923년에 졸업하고,[8] 위스콘신 대학교에 진학하여 1928년 전기 공학 이학사 학위를, 1929년 이학석사 학위를 취득했다.[10][3]

석사 학위 취득 후 잠시 걸프 연구소(Gulf Research Laboratories)에서 지구물리학자로 근무했으나(1930-1933),[7][8] 학문에 대한 뜻을 이어가기 위해 프린스턴 대학교 대학원에 진학했다.[9] 프린스턴에서 물리학자 유진 위그너의 지도를 받으며 고체 물리학을 연구했고,[8] 1935년부터 1938년까지는 하버드 대학교 동료회 준회원으로 활동하며 연구를 계속했다.[8] 그는 1936년 프린스턴 대학교에서 수리물리학 분야 Ph.D. 학위를 받았다.[8]

2. 1. 유년 시절 및 학창 시절

바딘은 1908년 5월 23일 위스콘신주 매디슨에서 태어났다.[8] 그의 아버지는 위스콘신 대학교 의과대학의 초대 학장이었던 찰스 바딘이었고, 어머니 또한 교육 경험이 있었다. 바딘은 어릴 적부터 수학적 재능을 보였다.

바딘은 매디슨에 있는 위스콘신 대학교 고등학교(University of Wisconsin High School)에 다녔으며, 15세였던 1923년에 졸업했다.[8] 다른 고등학교 수업 수강과 어머니의 사망 등으로 인해 졸업이 다소 늦어졌다.

1923년 위스콘신 대학교에 입학하여 전기 공학을 전공했다. 그는 아버지처럼 학자가 되기보다는 좋은 취업 전망을 가진 공학을 선택했다.[9] 대학 시절 제타 프사이(Zeta Psi) 사교 클럽에 가입했으며, 당구를 쳐서 회원비 일부를 마련하기도 했다. 또한 공학 명예 협회인 타우 베타 파이(Tau Beta Pi) 회원으로 선출되었다. 그는 워런 위버에게 지도를 받기도 했다.

바딘은 물리학과 수학에 흥미를 느껴 관련 대학원 과정을 모두 수강하며 일반적인 4년보다 1년 더 긴 5년 만인 1928년에 이학사 학위를 취득했다.[10] 이는 레오 J. 피터스의 지도 아래 석사 논문을 완성할 시간을 확보하기 위함이었고, 1929년 같은 대학에서 이학석사 학위를 받았다.[3][10] 당시 동기였던 그랜트 게일은 후에 그리넬 대학교 교수가 되어 로버트 노이스를 지도하게 된다.

석사 학위 취득 후 위스콘신 대학교에 잠시 남았으나, 이후 피츠버그에 위치한 걸프 오일(Gulf Oil)의 연구 부서인 걸프 연구소(Gulf Research Laboratories)에서 1930년부터 1933년까지 근무했다.[7][8] 그는 지구물리학자로서 자력 및 중력 탐사 해석 방법 개발에 참여했지만, 이 분야에 큰 흥미를 느끼지 못하고 프린스턴 대학교의 수학 대학원 과정에 지원하여 합격했다.[9]

프린스턴 대학교 대학원에서 수학과 물리학을 공부했으며, 물리학자 유진 위그너(Eugene Wigner)의 지도 아래 고체 물리학 분야의 논문을 작성했다. 논문을 완성하기 전인 1935년, 하버드 대학교의 동료회(Society of Fellows) 준회원으로 선발되었다. 그는 1935년부터 1938년까지 하버드에서 훗날 노벨 물리학상을 수상하게 되는 존 하스브룩 반 블렉(John Hasbrouck van Vleck)과 퍼시 윌리엄스 브리지먼(Percy Williams Bridgman)과 함께 금속의 응집력과 전기 전도 문제, 원자핵의 준위 밀도 등을 연구했다. 바딘은 1936년 프린스턴 대학교에서 Ph.D. 학위를 취득했다.[8]

학력
기간학교학위
1919년 ~ 1923년유니버시티 고등학교졸업
1923년 ~ 1928년위스콘신 대학교이학사 (전기 공학)
1928년 ~ 1929년위스콘신 대학교이학석사 (전기 공학)
1933년 ~ 1936년프린스턴 대학교Ph.D. (수리물리학)


2. 2. 박사 학위 취득 과정

피츠버그의 걸프 연구소(Gulf Research Laboratories)에서 지구물리학자로 1930년부터 1933년까지 일했으나, 이 분야에 큰 흥미를 느끼지 못했다.[7][8][9] 결국 그는 학문 연구를 계속하기 위해 프린스턴 대학교의 수학 대학원 과정에 지원하여 합격했다.[9]

프린스턴 대학교 대학원에서 바딘은 수학과 물리학을 공부했으며, 물리학자 유진 위그너의 지도 아래 고체 물리학에 관한 논문을 작성하기 시작했다.[8] 논문을 완성하기 전인 1935년, 그는 하버드 대학교 동료회의 준회원으로 선발되는 기회를 얻었다.[8] 바딘은 1935년부터 1938년까지 3년간 하버드에서 연구 활동을 이어갔다. 이 시기에 그는 훗날 노벨 물리학상을 수상하게 되는 존 하스브룩 반 블렉과 퍼시 윌리엄스 브리지먼과 교류하며 금속의 응집력과 전기 전도성, 원자핵의 준위 밀도 등을 연구했다.[8] 그는 하버드 동료회 활동 중이던 1936년에 프린스턴 대학교에서 철학박사(Ph.D.) 학위를 성공적으로 취득했다.[8]

3. 경력 및 연구

위스콘신대학교에서 전기공학과 학사 학위를 취득한 후, 잠시 피츠버그의 석유회사에서 근무했다. 이후 학계로 돌아와 프린스턴 대학교와 하버드 대학교에서 수학과 물리학을 공부했으며, 1938년 미네소타 대학교 조교수가 되었다. 제2차 세계 대전 중에는 해군무기연구소(Naval Ordnance Laboratory)에서 근무했다.

1945년 벨 연구소에 합류하여 윌리엄 쇼클리, 월터 브래튼 등과 함께 연구하여 1948년 트랜지스터 개발에 성공했다. 이 공로로 1956년 첫 번째 노벨 물리학상을 수상했다.

1951년 일리노이 대학교 교수로 부임하여 초전도 이론 연구에 집중했다. 1957년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상의 표준 이론인 BCS 이론을 발표했으며, 이 업적으로 1972년 두 번째 노벨 물리학상을 수상했다. 이는 노벨 물리학상 역사상 최초의 2회 수상 기록이다.

연구 외적으로는 골프를 즐겼으며, 여러 차례 일본을 방문하여 학술 교류를 가졌다. 말년에는 NHK 다큐멘터리 「전자입국 일본의 자서전」 제작에 참여해 트랜지스터 개발 당시를 회고하기도 했다. 그의 아들들 역시 물리학자의 길을 걸었다.

3. 1. 초기 경력

1908년 위스콘신주 매디슨에서 태어났다. 아버지는 해부학 교수였고 어머니는 교육 경험이 있었다. 어린 시절부터 수학에 재능을 보였다.

1923년 위스콘신대학교에 입학하여 워런 위버에게 배웠고, 1928년 전기공학과 학사 학위를 받았다. 당시 동기였던 그랜트 게일은 후에 아이오와주 그리넬의 그리넬 대학교 교수가 되어 로버트 노이스를 지도하게 된다.

졸업 후 잠시 피츠버그의 석유회사에서 근무했으나, 박사 학위를 목표로 학업을 이어갔다. 프린스턴 대학교에서 유진 위그너에게, 하버드 대학교에서 퍼시 브리지먼에게 지도받으며 수학과 물리학을 공부했다. 이 시기에 제인과 결혼했다.

1938년부터 미네소타 대학교에서 조교수로 일했다. 제2차 세계 대전 중에는 해군무기연구소(Naval Ordnance Laboratory)에서 4년간 근무하며 전쟁 노력에 기여했다.

전쟁이 끝난 후인 1945년 10월, 벨 연구소에 합류했다. 이곳에서 쇼클리 등과 함께 연구하여 1948년 트랜지스터 개발에 성공했다. 같은 해, 대학 동기였던 그랜트 게일은 바딘에게 초기 트랜지스터 2개를 받아 학생들에게 보여주었는데, 이때 큰 감명을 받은 학생 중 한 명이 훗날 반도체 집적회로를 발명하는 로버트 노이스였다.

3. 2. 제2차 세계 대전 참전

제2차 세계 대전이 발발하자, 존 바딘은 1941년부터 1944년까지 4년간 해군무기시험장(Naval Ordnance Laboratory)에서 근무했다. 그는 이곳에서 자기 기뢰(magnetic mines)와 어뢰(torpedoes), 그리고 이에 대한 대응책을 연구하는 팀을 이끌었다. 이 기간 동안 그의 아내 제인은 아들 빌(1941년 출생)과 딸 베티(1944년 출생)를 낳았다.[12]

3. 3. 벨 연구소

1948년 벨 연구소의 존 바딘, 윌리엄 쇼클리, 월터 브래튼


제2차 세계 대전 후인 1945년 10월, 존 바딘은 벨 연구소에 합류하여 윌리엄 쇼클리와 화학자 스탠리 모건이 이끄는 고체 물리학 그룹의 일원이 되었다. 이 그룹에는 월터 브래튼, 물리학자 제럴드 피어슨, 화학자 로버트 기브니, 전자 전문가 힐버트 무어 등 여러 동료가 함께했다. 바딘은 가족과 함께 뉴저지주 서밋으로 이주했다.[13]

이 그룹의 주요 목표는 기존의 깨지기 쉬운 유리 진공관 증폭기를 대체할 수 있는 고체 상태의 장치를 개발하는 것이었다. 초기에는 반도체의 전도성을 외부 전기장으로 조절하려는 쇼클리의 아이디어를 바탕으로 실험을 진행했으나, 다양한 재료와 구성에도 불구하고 번번이 실패했다. 그룹은 난관에 부딪혔지만, 바딘이 반도체 표면에 존재하는 '표면 상태'가 외부 전기장이 내부로 침투하는 것을 막는다는 이론을 제시하면서 연구 방향에 돌파구가 마련되었다. 이후 그룹은 이 표면 상태를 집중적으로 연구하며 거의 매일 토론을 벌였고, 자유롭게 아이디어를 교환하는 협력적인 분위기 속에서 연구를 진행했다.[14]

1946년 겨울, 바딘은 표면 상태에 관한 연구 결과를 정리하여 물리학 학술지 ''피지컬 리뷰''에 논문을 발표했다. 브래튼은 반도체 표면에 밝은 빛을 비추며 나타나는 현상을 관찰하여 표면 상태를 연구하는 실험을 시작했고, 이는 쇼클리와 공동으로 작성한 논문을 포함하여 여러 후속 연구로 이어졌다. 이 연구들은 초기 실험이 실패했던 이유를 설명할 만큼 충분한 표면 상태 밀도가 존재함을 시사했다. 연구팀이 반도체와 도체 와이어 사이의 점 접촉 부분을 전해질로 감싸는 방식을 도입하면서 연구 속도는 더욱 빨라졌다. 힐버트 무어는 입력 신호의 주파수를 쉽게 바꿀 수 있는 회로를 만들었고, 잘 증발하지 않는 점성의 화학 물질인 ''글리콜 보레이트''를 사용할 것을 제안했다. 마침내 쇼클리의 제안에 따라 피어슨이 P-N 접합 양단에 전압을 걸어 실험했을 때, 약간의 증폭 현상이 나타나는 증거를 발견하기 시작했다.[15] 이러한 연구 과정은 훗날 트랜지스터 발명으로 이어지는 중요한 밑거름이 되었다.

3. 3. 1. 트랜지스터 발명

1947년 12월 23일 벨 연구소에서 발명된 최초의 트랜지스터 복제품


1945년 10월 벨 연구소에 합류한 존 바딘은 1947년 12월 23일, 월터 브래튼과 함께 윌리엄 쇼클리 없이 연구를 진행하던 중 증폭 기능을 가진 점접촉 트랜지스터를 개발하는 데 성공했다. 이듬해 벨 연구소의 특허 변호사들은 특허 출원 절차를 시작했다.[16]

그러나 특허 출원 과정에서 벨 연구소 변호사들은 쇼클리가 연구하던 전계 효과 원리가 이미 1930년 줄리어스 릴리엔펠트에 의해 이론적으로 예측되고 특허까지 받았다는 사실을 발견했다. 릴리엔펠트는 1925년 10월 22일 캐나다에서 MESFET과 유사한 장치에 대한 특허를 출원한 바 있었다.[17]

트랜지스터 발명 이후, 쇼클리는 발명의 공로를 대부분 자신에게 돌리려 했고, 이는 바딘과의 관계를 악화시키는 결과를 낳았다.[18] 벨 연구소 경영진은 세 명의 발명가 모두를 하나의 팀으로 홍보했지만, 쇼클리는 결국 바딘과 브래튼을 소외시키고 접합 트랜지스터 연구에서 배제했다. 이에 바딘은 초전도성 이론 연구로 방향을 바꿔 1951년 벨 연구소를 떠났고, 브래튼 역시 쇼클리와의 공동 작업을 거부하고 다른 부서로 옮겨갔다. 결과적으로 바딘과 브래튼은 트랜지스터 발명 첫 해를 제외하고는 이후 개발 과정에 거의 참여하지 못했다.[19][20]

'트랜지스터'라는 이름은 'transconductance'(트랜스컨덕턴스)와 'resistor'(저항기)를 합친 포트만토이다. 트랜지스터는 기존의 진공관에 비해 크기가 1/50에 불과하고, 전력 소모가 훨씬 적으며, 신뢰성이 높아 전자 기기의 소형화를 이끄는 데 결정적인 역할을 했다.[7]

바딘은 1948년, 대학 동기였던 그랜트 게일에게 자신이 개발한 초기 트랜지스터 두 개를 보내주었다. 게일은 이를 그리넬 대학교의 학생들에게 보여주었고, 그중 한 명이었던 로버트 노이스는 큰 영감을 받아 훗날 반도체 집적회로를 발명하는 계기가 되었다.

1956년, 바딘은 월터 브래튼, 윌리엄 쇼클리와 함께 트랜지스터를 발명한 공로를 인정받아 노벨 물리학상을 수상했다.

3. 3. 2. 쇼클리와의 관계

존 바딘은 제2차 세계 대전 이후인 1945년 10월 벨 연구소에 합류하여 윌리엄 쇼클리 등과 함께 연구를 시작했다. 이 공동 연구는 1948년 트랜지스터 개발 성공이라는 중요한 성과로 이어졌으며, 이 공로로 바딘은 1956년 첫 번째 노벨 물리학상을 수상했다.

그러나 1951년, 바딘은 쇼클리와의 공동 연구를 중단하고 일리노이 대학교 교수로 자리를 옮겼다. 벨 연구소를 떠난 후 그는 초전도 이론 연구에 집중하게 된다.

3. 4. 일리노이 대학교 어바나-샴페인

일리노이대학교 어바나-샴페인 캠퍼스에 있는 존 바딘과 초전도 이론을 기념하는 기념비


1951년, 바딘은 벨 연구소를 떠나 새로운 직장을 찾던 중, 친구 프레드 자이츠의 주선으로 일리노이대학교 어바나-샴페인으로부터 연봉 1만달러를 제안받고 이를 수락했다.[16] 그는 같은 해 일리노이대학교 공과대학 및 물리학과 교수로 부임했다.[21]

일리노이대학교에서 바딘은 전기공학과와 물리학과에 각각 주요 연구 프로그램을 설립했다. 전기공학 프로그램은 반도체의 실험 및 이론 연구에, 물리학 프로그램은 거시적 양자 현상, 특히 초전도와 양자 액체의 이론 연구에 중점을 두었다.[22] 그는 1951년부터 1975년까지 교수로 재직했으며, 이후 명예교수가 되었다.[7]

바딘의 개인 기록물은 일리노이대학교 기록 보관소에 소장되어 있다.[32]

3. 4. 1. BCS 이론

1951년, 쇼클리와의 공동 연구에서 손을 떼고 일리노이 대학교 교수가 되어 본격적으로 초전도 현상 이론 연구를 시작했다. 1953년에는 일본 도쿄와 교토에서 열린 국제이론물리학회에 참가하여, 교토대학교에서 열린 초전도 분과회의에서 나카지마 사다오(도쿄대학교 명예교수)가 발표한 전자-포논 이론에 주목했다. 미국으로 돌아온 후, 이를 바탕으로 데이비드 파인즈(David Pines)와 함께 버딘-파인즈 이론을 발표했으며, 이는 이후 BCS 이론 논문에서도 인용되었다. 바딘은 나카지마를 후에 일리노이 대학교에 초청하는 등 평생의 우정을 쌓았다.

1956년에는 초전도 이론에 관한 종합적인 문헌 보고서를 ''Handbuch der Physik'' 15권에 발표했다. 1957년, 프린스턴 대학교에 있던 레온 쿠퍼를 초빙하고 자신의 박사과정 학생이었던 존 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상에 대한 표준 이론인 BCS 이론(세 사람의 이름 앞글자를 딴 것)을 제안했다.[7] 이 공로로 바딘은 1972년 레온 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 두 번째 노벨 물리학상을 수상했다.

3. 4. 2. 조셉슨 효과 논쟁

1960년 여름, 바딘은 뉴욕주 스케넥터디에 있는 제너럴 일렉트릭 연구소의 자문을 맡으면서 초전도 양자 터널링에 관심을 갖게 되었다. 이는 렌셀러 폴리테크닉 연구소의 이바르 갸에버가 수행한 실험을 통해, 일반적인 물질의 전자가 초전도체로 터널링될 수 있다는 사실을 알게 된 것이 계기였다.

1962년 6월 8일, 당시 23세였던 브라이언 조셉슨은 장벽을 가로지르는 초전류 흐름을 예측한 내용을 Physics Letterseng에 제출했다.[35] 이 효과는 나중에 조셉슨 효과로 알려지게 되었다. 바딘은 10일 후에 피지컬 리뷰 레터스에 게재된 자신의 논문에 쓴 주석에서 조셉슨의 이론에 이의를 제기했다.[36]

> 최근 조셉슨의 논문에서, 그는 준입자(quasi-particles)가 생성되지 않는 터널링 영역을 가로지르는 초유체 흐름의 가능성을 논의하기 위해 다소 유사한 공식을 사용했습니다. 그러나 저자가 지적한 바와 같이 (참고문헌 3), 쌍생성(pairing)은 장벽으로 확장되지 않으므로 그러한 초유체 흐름은 존재할 수 없습니다.

이 문제는 1962년 9월 16일부터 22일까지 런던 퀸 메리 런던 대학교에서 열린 제8회 국제 저온 물리학회에서 더 자세히 논의되었다. 조셉슨이 자신의 이론을 발표하는 동안, 바딘은 그의 반대 의견을 설명하기 위해 자리에서 일어났다. 격렬한 논쟁 끝에 두 사람은 공통적인 이해에 도달하지 못했고, 조셉슨은 바딘에게 여러 차례 "계산해 보셨습니까? 아니요? 저는 했습니다."라고 되물었다.

1963년, 조셉슨 효과를 뒷받침하는 실험적 증거와 이론적 설명이 발견되었는데, 특히 벨 연구소의 필립 W. 앤더슨과 존 로웰의 논문에서 주목할 만한 결과가 있었다.[37] 이후 바딘은 조셉슨의 이론을 받아들이고 1963년 8월에 열린 학회에서 이전의 반대 의견을 공개적으로 철회했다. 또한 바딘은 조셉슨을 1965-1966년 학년도에 일리노이주에 있는 자신의 연구소 포스트닥으로 초청했고, 나중에 조셉슨과 갸에버를 노벨 물리학상 후보로 추천하여 1973년에 수상하게 되었다.

3. 4. 3. 후기 연구



1951년, 벨 연구소를 떠나 새로운 직업을 찾던 바딘은 친구 프레드 자이츠의 도움으로 일리노이대학교 어바나-샴페인으로부터 연봉 1만달러를 제안받았다. 바딘은 이 제안을 수락하여[16] 1951년 일리노이대학교 공과대학 및 물리학과 교수로 부임했다.[21]

일리노이대학교에서 그는 전기공학과와 물리학과에 각각 주요 연구 프로그램을 설립했다. 전기공학 프로그램은 반도체의 실험 및 이론 연구에, 물리학 프로그램은 거시적 양자 현상, 특히 초전도와 양자 액체의 이론 연구에 중점을 두었다.[22] 그는 이곳에서 본격적으로 초전도 이론 연구를 시작했으며, 1957년에는 프린스턴에서 레온 쿠퍼를 초빙하고 대학원생 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상을 설명하는 표준 이론인 BCS 이론을 완성했다. 이 공로로 바딘은 쿠퍼, 슈리퍼와 함께 1972년 노벨 물리학상을 공동 수상하며, 역사상 최초로 노벨 물리학상을 두 번 받은 인물이 되었다.

바딘은 1951년부터 1975년까지 일리노이대학교에서 교수로 재직했으며, 이후 명예교수가 되었다.[7] 명예교수가 된 후에도 그는 학술 연구를 계속하여 금속 선형 사슬 화합물에서의 전하 밀도파(CDW) 전자 수송 메커니즘 규명에 집중했다. 그는 CDW 전자 수송이 집단 양자 현상(거시적 양자 현상 참조)이라는 가설을 제시했으나[23][24][25], 초기에는 학계의 회의적인 반응에 부딪혔다.[26] 그러나 2012년에 보고된 실험[27]에서 삼황화탄탈륨 고리의 자기 선속에 따른 CDW 전류 진동이 SQUID 및 아하로노프-보옴 효과와 유사한 패턴을 보인다는 사실이 밝혀지면서, 집단적 CDW 전자 수송이 양자역학적 현상이라는 그의 주장이 설득력을 얻게 되었다.[28][29] (양자 역학 참조) 바딘은 1980년대 내내 연구 활동을 이어갔으며, 사망하기 1년 전까지도 ''피지컬 리뷰 레터스''[30]와 ''피직스 투데이''[31]에 논문을 발표하는 등 연구에 대한 열정을 보였다.

바딘의 개인 기록물은 일리노이대학교 기록 보관소에 소장되어 있다.[32]

4. 노벨상 수상

존 바딘은 노벨 물리학상을 두 번 수상한 인물이다. 1956년에는 윌리엄 쇼클리, 월터 브래튼과 함께 트랜지스터를 발명한 공로로 첫 번째 상을 받았고, 1972년에는 레온 N 쿠퍼, 존 로버트 슈리퍼와 함께 초전도 현상을 설명하는 BCS 이론을 개발한 공로로 두 번째 상을 받았다.

4. 1. 1956년 노벨 물리학상

1956년 존 바딘은 벡맨 인스트루먼츠(Beckman Instruments)의 윌리엄 쇼클리와 벨 전화 연구소(Bell Telephone Laboratories)의 월터 브래튼과 함께 "반도체 연구와 트랜지스터 효과 발견"으로 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[33]

스톡홀름에서 열린 노벨상 시상식에서 브래튼과 쇼클리는 그날 밤 구스타프 6세 아돌프 국왕으로부터 상을 받았다. 바딘은 세 자녀 중 한 명만 시상식에 데려왔다. 구스타프 국왕은 이에 대해 바딘을 나무랐고, 바딘은 다음번에는 모든 자녀를 데려오겠다고 국왕에게 약속했다. 그는 약속을 지켰다.[34]

4. 2. 1972년 노벨 물리학상

1972년, 바딘은 브라운 대학교의 레온 N 쿠퍼와 펜실베이니아 대학교의 존 로버트 슈리퍼와 함께 BCS 이론으로 알려진 초전도 현상 이론을 공동 개발한 공로로 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[38] 이는 바딘의 두 번째 노벨 물리학상이었으며, 같은 분야에서 노벨상을 두 번 받은 최초의 인물이 되었다.[39]

바딘은 세 자녀와 함께 스톡홀름에서 열린 노벨상 시상식에 참석했다.[34] 그는 노벨상 상금의 대부분을 듀크 대학교의 프리츠 런던 기념 강좌(Fritz London Memorial Lectures) 기금으로 기부했다.[40]

1960년대 후반, 바딘은 쿠퍼와 슈리퍼가 BCS 이론으로 노벨상을 받을 자격이 충분하다고 생각했다. 하지만 그는 노벨 위원회가 같은 사람에게 상을 두 번 수여하는 것을 꺼리는 경향 때문에 이들이 상을 받지 못할 수도 있다고 우려했다. 이러한 우려 속에서 바딘은 1967년, 조셉슨 효과와 같은 초전도 양자 터널링 효과를 연구한 과학자들인 레오 에사키, 이바르 갸에버, 브라이언 조셉슨을 노벨상 후보로 추천했다. 그는 터널링 연구가 초전도성에 기반하기 때문에, 터널링 연구가 먼저 인정받으면 BCS 이론 자체의 수상 가능성도 높아질 것이라고 판단했다. 또한 노벨 위원회가 다국적 연구팀을 선호하는 경향이 있었는데, 그가 추천한 터널링 연구자들은 각기 다른 국적을 가지고 있어 이 점도 고려했다. 바딘은 1971년부터 1973년까지 계속해서 이들을 후보로 추천했으며, 그 결과 BCS 이론은 1972년에, 터널링 연구는 1973년에 노벨상을 받게 되었다.

그는 유일하게 노벨 물리학상을 두 번 받은 인물이며, 같은 분야에서 노벨상을 두 번 받은 세 명의 과학자 중 한 명이다. 다른 두 명은 노벨 화학상을 1958년과 1980년에 받은 프레더릭 생어와 2001년과 2022년에 받은 칼 배리 샤플리스이다.[41]

5. 기타 수상 경력

노벨상을 두 번 수상한 것 외에도, 바딘은 다음과 같은 많은 상을 받았다.

연도상 이름수여 기관 / 비고
1952년스튜어트 발란타인 메달프랭클린 연구소
1954년올리버 E. 버클리 응축계 상미국 물리학회
1954년미국 국립과학원 회원 선출[42]
1958년미국철학회 회원 선출[43]
1959년미국 예술 과학 아카데미 펠로우 선출[44]
1962년프리츠 런던 기념상
1965년미국 국가과학메달[45]
1971년IEEE 명예훈장"고체의 전도성 이해, 트랜지스터 발명, 그리고 초전도성의 미시적 이론에 대한 심오한 공헌"[5]
1973년왕립학회 외국인 회원(ForMemRS) 선출[5][46]
1975년프랭클린 메달프랭클린 연구소
1977년대통령 자유훈장미국 대통령 제럴드 포드 수여. 아들 윌리엄 바딘 대리 수상.
1983년워싱턴상
1987년골든 플레이트 상미국 업적 아카데미[47]
1988년로모노소프 금메달소련 과학 아카데미


  • 1990년에는 "미국 사회에 대한 탁월한 공헌"으로 조지 H. W. 부시 대통령으로부터 제3세기상을 받은 11명의 수상자 중 한 명이었다.

6. 개인적인 삶

바딘은 1938년 7월 18일 제인 맥스웰과 결혼했다. 그는 프린스턴 대학교에 재학 중 피츠버그의 오랜 친구들을 방문했을 때 제인을 만났다.

바딘은 매우 수수한 성격의 과학자였다. 그는 일리노이 대학교에서 거의 40년 동안 교수로 재직했지만, 이웃들에게는 친구들을 위해 바비큐 파티를 자주 여는 사람으로 더 잘 알려져 있었다. 그의 과학적 업적을 알지 못하는 친구들도 많았다. 그는 자신이 햄버거 빵을 토스트해서 먹는 것을 좋아했기 때문에, 손님들에게도 늘 그렇게 먹는 것을 좋아하는지 묻곤 했다. 그는 가족과 함께 골프를 치거나 소풍을 가는 것을 즐겼으며, 연구 틈틈이 골프로 휴식을 취하기도 했다. 전기 작가 릴리안 호데슨은 그가 "'천재'에 대한 대중적인 고정관념과는 크게 달랐고, 평범한 사람으로 보이는 것에 개의치 않았기 때문에 대중과 언론은 그를 종종 간과했다"고 평가했다.[21]

1988년 인터뷰에서 자신의 신념에 대해 질문받았을 때, 바딘은 "나는 종교적인 사람이 아니어서 그다지 생각하지 않는다"고 답했다. 그러나 그는 "과학이 삶의 의미와 목적에 대한 궁극적인 질문에 대한 답을 제공할 수는 없다고 생각한다"고 덧붙였다. 바딘은 도덕적 가치와 행동 규범을 믿었다.[48] 그의 아내 제인은 주일학교 교사이자 교회 장로였으며, 자녀들을 교회에 데려갔다.[49] 그럼에도 불구하고, 바딘 부부는 사후 세계와 같은 종교적 사상을 믿지 않는다는 점을 분명히 했다.[50]

바딘은 세 자녀를 두었다.

가족 관계
관계이름비고
배우자제인 맥스웰1938년 결혼
장남제임스 M. 바딘물리학자 (우주론)
차남윌리엄 A. 바딘물리학자 (소립자론)
장녀엘리자베스 바딘MIT 물리학자와 결혼



말년에는 일본의 텔레비전 프로그램인 NHK스페셜 -「전자입국 일본의 자서전」에 출연하여 트랜지스터 개발 당시의 증언을 남겼으나, 해당 영상이 방영되기 전에 사망했다.

7. 사망

바딘은 1991년 1월 30일, 82세의 나이로 매사추세츠주 보스턴에 있는 브리검 여성 병원에서 심장병으로 사망했다.[51] 그는 일리노이주 샴페인-어바나에 살았지만, 의료 상담을 받기 위해 보스턴에 방문 중이었다.[7] 바딘과 그의 아내 제인(1907~1997)은 위스콘신주 매디슨의 포레스트 힐 묘지에 묻혔다. 그들에게는 제임스(James M. Bardeen), 윌리엄(William A. Bardeen), 그리고 엘리자베스 바딘 그레이탁(Elizabeth Bardeen Greytak) 세 자녀와 여섯 명의 손주가 있었다.[7]

사망하기 전, 일본의 텔레비전 프로그램인 NHK 스페셜의 「전자입국 일본의 자서전」 편에 출연하여 트랜지스터 개발 당시의 경험을 증언하는 인터뷰를 촬영했으나, 해당 영상은 그가 사망한 후에 방영되었다.

8. 유산

바딘을 기리기 위해 일리노이 대학교 어배너-샴페인 캠퍼스의 공학 사각형은 바딘 사각형으로 명명되었다.

또한 소니(Sony Corporation)는 바딘의 트랜지스터를 휴대용 TV와 라디오에 상용화하여 큰 성공을 거둔 것을 기념하고, 일리노이 대학교 연구진과의 협력을 이어가기 위해 1990년부터 일리노이 대학교 어배너-샴페인 캠퍼스에 300만달러 규모의 존 바딘 교수직을 기증했다.[51] 이 교수직은 현재 유리이 블라소프(Yurii Vlasov)가 맡고 있다.[52]

바딘이 사망했을 당시 일리노이 대학교 총장이었던 모턴 와이어는 "자신의 업적으로 모든 미국인의 삶을 바꾼 사람은 드뭅니다. 존 바딘은 그랬습니다."라고 말하며 그를 높이 평가했다.[39] 1991년 시카고 트리뷴 사설 역시 바딘을 20세기에 가장 큰 영향을 미친 인물 중 하나로 꼽으며, 그의 천재성이 우리 삶을 더 길고, 건강하고, 더 좋게 만들었다고 기렸다.

2008년 3월 6일, 바딘은 화가 빅터 스타빈(Victor Stabin)이 디자인한 "미국 과학자" 시리즈의 일부로 미국 우표에 기념되었다. 0.41USD짜리 우표는 일리노이 대학교에서 열린 행사에서 공개되었다.[53] 우표에는 다음과 같은 설명이 적혀 있다: "이론 물리학자 존 바딘(1908~1991)은 1956년 트랜지스터의 공동 발명으로, 그리고 1972년 초전도 현상에 대한 설명으로 노벨 물리학상을 두 번 수상했습니다. 트랜지스터는 컴퓨터에서 마이크로칩에 이르기까지 모든 현대 전자 제품의 길을 열었습니다. 초전도의 다양한 응용 분야에는 적외선 센서와 의료 영상 시스템이 포함됩니다." 이 시리즈에는 생화학자 거티 코리(Gerty Cori), 화학자 라이너스 폴링(Linus Pauling), 천문학자 에드윈 허블(Edwin Hubble)도 함께 포함되었다.

참조

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[50] 서적 True Genius:: The Life and Science of John Bardeen Joseph Henry Press 2002
[51] 뉴스 Dr. John Bardeen, 82, Winner Of Nobel Prize for Transistor, Dies https://www.nytimes.[...] 1991-01-31
[52] 웹사이트 John Bardeen Endowed Chair in Electrical and Computer Engineering and Physics, sponsored by the Sony Corporation https://ece.illinois[...] 2022-09-09
[53] 웹사이트 Bardeen Stamp Celebrated at Campus Ceremony http://www.engr.uiuc[...] University of Illinois 2008-03-04
[54] 일반


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