테오도어 W. 헨슈
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1. 개요
테오도어 W. 헨슈는 독일의 물리학자이다. 그는 헬름홀츠-김나지움 하이델베르크에서 중등 교육을 받고 하이델베르크 대학교에서 학위를 취득했으며, 스탠퍼드 대학교에서 연구원으로 활동했다. 1986년 막스 플랑크 양자 광학 연구소 소장으로 부임했다. 1970년 극도로 높은 전자기 스펙트럼 해상도를 갖는 레이저를 발명하고, 1990년대 후반 광학 주파수 빗살 발생기를 개발하여 레이저 빛의 주파수를 더욱 정밀하게 측정하는 새로운 방법을 제시했다. 이러한 업적을 인정받아 2005년 노벨 물리학상을 수상했다.
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| 테오도어 W. 헨슈 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 출생일 | 1941년 10월 30일 |
| 출생지 | 하이델베르크, 독일 |
| 국적 | 독일 |
| 분야 | 물리학 |
| 소속 기관 | 루트비히 막시밀리안 대학교 뮌헨 막스 플랑크 연구소 스탠퍼드 대학교 유럽 비선형 분광학 연구소 |
| 모교 | 루프레히트 카를 대학교 하이델베르크 |
| 지도 교수 | 페터 E. 토셰크 |
| 학문적 조언자 | 아서 L. 쇼로 |
| 지도 학생 | 이마누엘 블로흐 틸만 에슬링거 마르쿠스 그라이너 칼 와이먼 |
| 알려진 업적 | 레이저 기반 정밀 분광법 레이저 냉각 |
| 수상 | 노벨 물리학상 (2005년) |
| |
| 업적 | |
| 공헌 | 레이저를 이용한 정밀한 분광법 발전 (광 주파수 빗 기술 등) |
2. 생애 및 학력
테오도어 W. 헨슈는 헬름홀츠-김나지움 하이델베르크에서 중등 교육을 받았으며, 1960년대에 하이델베르크 대학교에서 디플롬과 박사 학위를 받았다.[1] 1970년부터 1972년까지 아서 숄로와 함께 스탠퍼드 대학교에서 NATO 박사 후 연구원으로 있었다. 1975년부터 1986년까지 캘리포니아주 스탠퍼드 대학교의 조교수를 역임했다. 1986년, 독일로 돌아와 막스 플랑크 양자 광학 연구소의 소장을 맡았다.
테오도어 W. 헨슈는 헬름홀츠-김나지움 하이델베르크에서 중등 교육을 받았으며, 1960년대에 하이델베르크 대학교에서 디플롬과 박사 학위를 받았다.[1] 1970년부터 1972년까지 아서 숄로와 함께 스탠퍼드 대학교에서 NATO 박사 후 연구원으로 있었으며, 1975년부터 1986년까지 캘리포니아주 스탠퍼드 대학교의 조교수를 역임했다.
3. 학문적 경력
1983년 미국 국립 과학원에서 컴스톡 물리학상을 수상했고,[2] 1986년 프랭클린 연구소에서 앨버트 A. 마이켈슨 메달을 받았다.[3] 같은 해 독일로 돌아와 막스 플랑크 양자 광학 연구소 소장을 맡았으며, 1989년에는 독일 연구에서 수여되는 최고의 영예인 도이체 포르슝스게마인샤프트의 고트프리트 빌헬름 라이프니츠 상을 수상했다. 2005년에는 프랑크푸르트암마인 시, 독일 화학회 및 독일 물리학회로부터 오토 한 상을 받았고, 같은 해 미국 광학회는 그에게 프레데릭 아이브스 메달을 수여했으며, 2008년에는 명예 회원 자격을 부여했다.
그의 제자 중 한 명인 칼 E. 위먼은 2001년 노벨 물리학상을 수상했다.
헨슈는 1970년대에 레이저를 발명하고, 1990년대에 광 주파수 빗 발생기를 개발하여 레이저 빛의 주파수를 더욱 정밀하게 측정하는 방법을 개발하는 등 레이저 개발 및 연구에 있어서 선구적인 업적을 이루었다.
3. 1. 레이저 개발 및 연구 업적
헨슈는 격자 튜닝 레이저 발진기에 내부 공진기 빔 확장을 도입하여 최초의 좁은 선폭의 튜닝 가능한 레이저를 제작하였다.[4] 1970년에는 광자가 지닌 에너지의 오차가 100만분의 1인 고정밀 광 펄스 발진 레이저 장치를 발명하여 수소 원자의 발머 계열 전이 진동수를 이전보다 훨씬 정확하게 측정하였다.[1]
3. 1. 1. 광 주파수 빗 기술 개발
테오도어 W. 헨슈는 1990년대 말 독일 뮌헨 인근 가르힝에 있는 막스 플랑크 연구소에서 수행한 연구로 노벨상을 받았다. 그는 광학적인 "주파수 빗살 발진기"를 개발했는데, 이는 처음으로 빛의 초당 진동수를 극도로 정밀하게 측정할 수 있게 해준다. 이러한 광학 주파수 측정은 이전의 파장 측정을 이용한 분광학적 결정보다 수백만 배 더 정확할 수 있다.
가르힝에서의 연구는 수소 원자의 매우 정밀한 레이저 분광법 실험에 의해 동기 부여되었다. 수소 원자는 특히 단순한 구조를 가지고 있다. 과학자들은 수소 원자의 스펙트럼 선을 정확하게 결정함으로써, 예를 들어 기본 물리 상수들이 시간에 따라 천천히 변하는지 여부에 대해 결론을 도출할 수 있었다. 1980년대 말까지 수소의 레이저 분광법은 광학 파장의 간섭 측정에 의해 허용되는 최대 정밀도에 도달했다.
이에 막스 플랑크 양자 광학 연구소 연구원들은 새로운 방법을 모색하여 광학 주파수 빗살 발진기를 개발했다. 이 장치의 이름은 원래 단색, 초단 펄스 광선에서 빛 스펙트럼을 생성한다는 사실에서 유래했다. 이 스펙트럼은 일정한 주파수 간격을 가진 수십만 개의 날카로운 스펙트럼 선으로 구성된다.
이러한 주파수 빗살은 자와 유사하다. 특정 방사선의 주파수가 결정되면, "맞는" 주파수를 찾을 때까지 극도로 예민한 빗살 스펙트럼 선과 비교할 수 있다. 1998년 헨슈는 이 "측정 장치" 개발로 필립 모리스 연구상을 수상했다.
이 새로운 종류의 광원의 첫 번째 적용 중 하나는 매우 좁은 자외선 수소 1S-2S 투 포톤 전이의 주파수를 결정하는 것이었다. 이후 이 주파수는 소수점 15자리까지 정밀하게 측정되었다.
주파수 빗살은 현재 전 세계 다수의 실험실에서 광학 주파수 측정의 기반으로 사용된다. 2002년부터 가르힝의 막스 플랑크 연구소가 설립에 참여한 회사인 Menlo Systems는 전 세계 실험실에 상업용 주파수 빗살 발진기를 공급하고 있다. 1970년에 광자가 지닌 에너지의 오차가 100만분의 1이라는 극히 높은 정밀도의 광 펄스를 발하는 레이저 장치를 발명했다. 이 장치를 이용하여 그는 수소 원자가 가진 발머 계열의 전이 진동수를 이전보다 훨씬 정확하게 측정하는 데 성공했다. 또한 1990년대 말에 헨슈는 공동 연구자와 함께 광 주파수 콤 제너레이터라고 불리는 장치를 사용하여 레이저의 주파수를 더욱 고정밀도로 측정하는 기법을 개발했다. 이 오차 100조분의 1이라는 경이적인 정밀도를 자랑하는 측정법을 통해 수소 원자의 라이만 계열의 전이 진동수가 측정되게 되었다. 이 정도의 정밀도에서는 우주에서의 기초 물리 상수의 시간적 변화를 조사하는 것이 가능하다고 여겨진다.[1]
3. 1. 2. 좁은 선폭 튜닝 가능 레이저 개발
헨슈는 격자 튜닝 레이저 발진기에 내부 공진기 빔 확장을 도입하여[4] 최초의 좁은 선폭의 튜닝 가능한 레이저를 제작했다. 이러한 개발은 이후의 좁은 선폭의 다중 프리즘 격자 레이저 발진기 개발에 주요한 영향을 미친 것으로 평가받고 있다.[5] 결과적으로 격자를 완전히 조명하는 튜닝 가능한 좁은 선폭의 유기 레이저와 고체 레이저는 레이저 분광법에 큰 영향을 미쳤다.[6]
4. 수상 내역
| 연도 | 수상 내역 |
|---|---|
| 1980년 | 오토 클룽 상 |
| 1983년 | 허버트 P. 브로이다 상, 컴스톡 물리학상[2] |
| 1985년 | 윌리엄 F. 메거스 상 |
| 1986년 | 앨버트 A. 마이켈슨 메달[3] |
| 1987년 | 이탈가스 연구 및 혁신상 |
| 1989년 | 고트프리트 빌헬름 라이프니츠 상, 킹 파이살 국제상 |
| 1995년 | 아인슈타인 레이저 과학상 |
| 1996년 | 아서 L. 숄로 상 |
| 1998년, 2000년 | 필립 모리스 연구상 |
| 2000년 | 아서 L. 숄로 상, 슈테른-게를라흐 메달 |
| 2001년 | 마테우치 메달, SUNAMCO 메달 |
| 2005년 | 오토 한 상, 프레데릭 아이브스 메달[7], 노벨 물리학상, 밤비상, I. I. 라비 상 |
| 2006년 | 카를 프리드리히 폰 지멘스 상, 루돌프 디젤 금메달, 요안네스 마르쿠스 마르시 메달 |
| 2009년 | 제임스 조이스 상 |
| 2012년 | 빌헬름 엑스너 메달 |
- 2008년 : 미국 광학회 명예 회원
4. 1. 제자 칼 와이먼
칼 와이먼은 테오도어 W. 헨슈의 제자 중 한 명으로, 2001년 노벨 물리학상을 수상했다.[1]참조
[1]
웹사이트
Biographical: Theodor W. Hänsch
https://www.nobelpri[...]
Nobel Foundation
2019-03-04
[2]
웹사이트
Comstock Prize in Physics
http://www.nasonline[...]
National Academy of Sciences
2011-02-13
[3]
웹사이트
Franklin Laureate Database – Albert A. Michelson Medal Laureates
http://www.fi.edu/wi[...]
Franklin Institute
2011-06-16
[4]
간행물
Repetitively Pulsed Tunable Dye Laser for High Resolution Spectroscopy
The Optical Society
1972-04-01
[5]
서적
Tunable Laser Optics
Elsevier Academic
[6]
서적
Laser Spectroscopy 1
Springer Berlin Heidelberg
[7]
웹사이트
Frederic Ives Medal / Jarus W. Quinn Prize
https://www.optica.o[...]
2024-05-07
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