한스 가이거

1. 개요

한스 가이거는 독일의 물리학자로, 1882년 9월 30일에 태어나 1945년 9월 24일에 사망했다. 그는 어니스트 러더퍼드와 함께 가이거-마스든 실험을 수행하여 알파 입자를 계수하는 데 성공했고, 가이거-너털 법칙을 발견하는 등 원자 구조 연구에 기여했다. 1928년에는 제자인 발터 뮐러와 함께 가이거-뮐러 계수관을 개발하여 방사선 검출 기술 발전에 크게 기여했다. 제2차 세계 대전 중에는 독일의 핵무기 연구인 우라늄 클럽에 참여했으나, 나치 정권 하에서 유대인 동료를 돕지 않았다는 비판을 받기도 했다.

2. 생애

한스 가이거는 1882년 독일 노이슈타트 안 데어 바인슈트라세에서 태어났다. 에어랑겐 대학교 교수였던 아버지 빌헬름 가이거 밑에서 성장했으며, 1902년부터 에어랑겐 대학교에서 물리학과 수학을 공부하여 1906년 박사 학위를 받았다.

맨체스터 대학교에서 어니스트 러더퍼드와 함께 알파 입자 검출 실험을 진행, 가이거-마스든 실험(금박 실험)을 수행하여 원자 구조에 대한 새로운 모형을 제시하는 데 중요한 단서를 제공했다. 1911년에는 가이거-너털 법칙을 발견했다.

1912년 독일로 돌아와 물리기술국가연구소(PTR)에서 방사선 연구 책임자가 되었고, 제1차 세계 대전 중에는 독일군 포병 장교로 복무했다. 전후 킬 대학교 교수가 되었으며, 1928년 발터 뮐러와 함께 가이거-뮐러 계수관을 개발했다. 튀빙겐 대학교와 베를린 공과대학교에서 교수로 재직하며 우주선, 핵분열 등을 연구했다.

제2차 세계 대전 중에는 독일의 핵무기 연구 프로젝트인 우라늄 클럽에 참여했으나, 핵무기의 실효성에 대한 회의적인 시각으로 인해 프로젝트는 1942년 와해되었다. 가이거는 나치 정권에 협력했다는 논란이 있지만, 한스 베테와 같은 동료를 돕지 않았다는 비판도 받고 있다.

가이거는 베를린 전투와 소련 점령을 겪은 후 포츠담으로 이주하여 1945년 9월 24일 사망했다.

2.1. 초기 생애 및 학업

한스 가이거는 1882년 독일 노이슈타트 안 데어 하르트(현재 라인란트팔츠주 노이슈타트 안 데어 바인슈트라세)에서 태어났다. 그의 아버지는 에어랑겐 대학교 교수이자 인도학자였던 빌헬름 가이거였다. 가이거는 다섯 형제 중 장남이었으며, 동생 중에는 기상학자인 Rudolf Geiger^영어가 있었다.

1902년 가이거는 에어랑겐 대학교에서 물리학과 수학을 공부하기 시작하여 1906년 박사 학위를 받았다. 그의 박사 학위 논문은 기체를 통한 전기 방전에 관한 것이었다.

이후 그는 맨체스터 대학교에서 연구원 자리를 얻어 아서 슈스터의 조교로 일했다. 1907년 슈스터가 은퇴한 후에는 그의 후임인 어니스트 러더퍼드와 함께 일하기 시작했다. 가이거는 러더퍼드와 개인적, 직업적으로 평생 동안 우정을 쌓았다. 1908년에는 어니스트 마스든과 함께 유명한 가이거-마스든 실험(금박 실험)을 수행했다. 이 실험을 통해 그들은 알파 입자를 계수할 수 있었고, 이는 러더퍼드가 원자 구조에 대한 새로운 모형을 생각하는 계기가 되었다.

1911년 가이거와 존 미첼 너털은 가이거-너털 법칙을 발견했고, 이는 러더퍼드 원자 모형으로 이어지는 실험의 기반이 되었다.

2.2. 맨체스터 대학교에서의 연구 (1907-1912)

가이거는 맨체스터 대학교에서 어니스트 러더퍼드와 우정을 쌓기 시작해 평생 동안 개인적 및 직업적 파트너였다. 러더퍼드와 가이거는 알파 입자 검출 실험을 진행했는데, 이 실험은 얇은 금속 박막을 통과하는 알파 입자의 산란을 관찰하는 것이었다. 이들은 섬광 스크린을 이용하여 알파 입자를 관측했고, 분당 수천 번의 섬광을 계산하는 길고 힘든 작업을 수행했다. 가이거는 이 실험을 통해 정확하게 입자를 계수하는 방법을 고안했다.

1907년 아서 슈스터가 은퇴한 후, 가이거는 그의 후임인 어니스트 러더퍼드와 함께 일하기 시작했고, 1908년 어니스트 마스든과 함께 유명한 가이거-마스든 실험(금박 실험)을 수행했다. 이 실험을 통해 그들은 알파 입자를 계수할 수 있었고, 이는 러더퍼드가 원자 구조에 대한 새로운 모형을 제시하는 데 중요한 단서가 되었다.

1911년, 가이거와 존 미첼 너털은 가이거-너털 법칙을 발견했고, 러더퍼드 원자 모형으로 이어지는 실험을 수행했다.

2.3. 독일에서의 연구 활동 (1912-1945)

1912년, 가이거는 샬로텐부르크에 있는 물리기술국가연구소(PTR)에서 방사선 연구 책임자가 되었다. 거기서 그는 1954년 노벨 물리학상 수상자인 발터 보테와 1935년 노벨 물리학상 수상자인 제임스 채드윅과 함께 일했다. 1914년부터 1918년까지 제1차 세계 대전 중 독일군에서 포병 장교로 복무하면서 그의 연구는 중단되었다.

1924년, 가이거와 보테는 보테-가이거 일치 실험을 수행하여 콤프턴 효과를 확인했고, 이는 아서 콤프턴이 1927년 노벨 물리학상을 수상하는 데 기여했다. 보테는 가이거 사후인 1954년 그들의 실험으로 노벨 물리학상을 받았다.

1925년, 그는 킬 대학교에서 교수직을 시작했고, 1928년 가이거와 그의 제자인 발터 뮐러는 가이거 계수기의 기초가 된 가이거-뮐러 계수관을 만들었다. 이 새로운 장치는 알파 입자뿐만 아니라 베타 입자와 감마 입자도 검출할 수 있었다.

1929년 가이거는 튀빙겐 대학교에서 물리학 교수 겸 연구소장으로 임명되었고, 그곳에서 최초로 우주선 샤워를 관찰했다. 1936년 그는 베를린 공과대학교에 자리를 잡았고, 1945년 사망할 때까지 우주선, 핵분열, 그리고 인공 방사선에 대한 연구를 계속했다.

1939년 원자 분열이 발견된 후, 가이거는 제2차 세계 대전 동안 독일의 핵무기 연구인 우라늄 클럽의 일원이었다. 이 그룹은 1942년 그 구성원들이 (나중에 밝혀진 것처럼 잘못된 판단이었지만) 핵무기가 전쟁 종식에 중요한 역할을 하지 않을 것이라고 믿게 되면서 와해되었다.

가이거는 나치 정부의 대학 간섭에 반대하는 탄원서에 서명했지만, 유대인이라는 이유로 해고된 동료 한스 베테(1967년 노벨 물리학상 수상자)에게는 아무런 지원도 하지 않았다.

2.4. 제2차 세계 대전과 우라늄 클럽

1939년 원자 분열이 발견된 후, 가이거는 제2차 세계 대전 동안 독일의 핵무기 연구인 우라늄 클럽의 일원이었다. 이 그룹은 1942년 그 구성원들이 (나중에 밝혀진 것처럼 잘못된 판단이었지만) 핵무기가 전쟁 종식에 중요한 역할을 하지 않을 것이라고 믿게 되면서 와해되었다.

2.5. 나치 협력 논란

가이거는 나치(Nazi Germany|Nazi government)의 대학 간섭에 반대하는 탄원서에 서명했지만, 유대인이라는 이유로 해고된 동료 한스 베테(1967년 노벨 물리학상 수상자)에게는 아무런 지원도 하지 않았다.

나치 정권 하에서 튀빙겐 대학교와 훔볼트 베를린 대학교 교수직을 얻었기에 나치와의 관계가 문제시되지만, 가이거는 1945년 사망할 때까지 정치적 발언 기록은 남기지 않았다.

2.6. 죽음

가이거는 1945년 4월/5월 베를린 전투와 그 후 소련(USSR|Soviet) 점령을 견뎌냈다. 몇 달 후 그는 포츠담으로 이주하여 1945년 9월 24일에 그곳에서 사망했다.

3. 수상

1929년 휴즈 메달을 수상했다.