헨드릭 카시미르

1. 개요

헨드릭 카시미르는 네덜란드의 이론물리학자이다. 1909년 헤이그에서 태어나 레이던 대학교에서 박사 학위를 받았으며, 닐스 보어, 볼프강 파울리와 함께 연구했다. 열전도와 전류, 저온물리학, 자성 등 다양한 분야를 연구했으며, 특히 필립스 연구소에서 디르크 폴더와 함께 두 전도성 판 사이의 양자역학적 인력인 카시미르 효과를 예측한 것으로 알려져 있다. 그는 유럽 물리학회 회장을 역임하고, 유럽 입자 물리 연구소 설립 25주년 기념 행사의 기조 연설자로 참여하기도 했다.

2. 생애

헨드릭 카시미르는 1909년 7월 15일 헤이그에서 태어나, 레이던 대학교에서 이론물리학을 공부하고 1931년 박사 학위를 받았다. 제2차 세계 대전 중에는 필립스 연구소로 옮겨 연구를 계속했으며, 전후에는 필립스 연구소의 공동 이사 및 이사회 일원이 되었다. 1972년 은퇴할 때까지 필립스에서 근무했다. 비록 그의 경력 대부분은 산업계에 있었지만, 카시미르는 네덜란드의 위대한 이론 물리학자 중 한 명으로 손꼽힌다. 유럽 물리학회 설립에 기여했고, 1972년부터 1975년까지 회장을 역임했다. 그는 또한 CERN 25주년 기념 행사에서 주요 연설자로 참여하기도 했다.

2.1. 초기 생애 및 교육

헨드릭 카시미르는 1909년 7월 15일 헤이그에서 태어났다. 레이던 대학교에서 파울 에렌페스트의 지도를 받아 이론물리학을 공부했으며, 1931년에 박사 학위를 받았다. 그의 박사 학위 논문은 회전하는 강체의 양자 역학과 분자 회전의 군 이론을 다루었다. 박사 학위 과정 중 코펜하겐에서 닐스 보어와 함께 시간을 보내기도 했다.

2.2. 학문적 경력

카시미르는 레이던 대학교에서 파울 에렌페스트 밑에서 이론물리학을 공부했으며, 1931년에 박사학위를 받았다. 그의 박사학위 논문은 회전하는 강체에서의 양자 역학과 분자 회전의 군 이론을 다루고 있다. 이 시기 동안 그는 코펜하겐에서 닐스 보어와 시간을 보내기도 했다. 박사학위를 받은 뒤, 1932년부터 1933년 중반까지 취리히 연방 공과대학교에서 볼프강 파울리의 조수로 일했다. 이 기간 동안 그는 전자의 상대성 이론을 연구했으며, 특히 결합된 전자의 경우 클라인-니시나 공식의 편차를 평가했다. 그는 이 문제에 접근하기 위해 많은 수학적 도구를 개발했는데, 그 중 하나가 오늘날에도 "카시미르 트릭"이라 불리는 것이다. 이는 입자 상호 작용 계산에서 감마 행렬의 곱을 사용하여 자취 형성 및 투영을 수행하는 절차이다.

1938년에 카시미르는 레이던 대학교의 물리학 교수가 되었다. 그때 그는 열전도와 전류를 연구하고 있었으며, 밀리켈빈 온도의 성과에 기여했다.

그는 유럽 물리학회의 설립을 도왔으며 1972년부터 1975년까지 학회장을 맡기도 했다. 1979년엔 유럽 입자 물리 연구소의 설립 25주년 기념 행사의 일환으로 온 기조 연설자들 중에 한 사람이 되기도 했다.

2.3. 필립스 연구소 경력

1942년 제2차 세계 대전 중, 카시미르는 네덜란드 에인트호번에 있는 필립스 물리학 연구소({{lang)로 옮겼다. 그는 활발한 과학자로서 1945년 라르스 온사게르의 미시적 가역성 원리에 관한 논문을 발표했다. 1946년 그는 필립스 연구소의 공동 이사가 되었고, 1956년에는 회사 이사회의 일원이 되었다.

1948년 필립스 물리학 연구소에 있을 동안 디르크 폴더와 협력하여 두 전도성 판 사이의 양자역학적 인력(카시미르 효과)을 예측했는데, 이는 미세 전자기계 시스템(MEMS) 등에 중요한 결과를 가져다주었다.

그는 1972년에 필립스에서 은퇴했다.

2.4. 수상 및 영예

카시미르는 네덜란드 외 대학에서 6개의 명예 박사 학위를 받았다. 1976년 IRI 메달을 수상했다. 미국 공학한림원 외국인 준회원이었다. 1982년 빌헬름 엑스너 메달을 수상했다. 미국 예술 과학 아카데미, 미국 국립 과학 아카데미, 미국 철학회 회원이었다. 1946년 네덜란드 왕립 예술 과학 아카데미 회원으로 선출되었다.

3. 주요 연구 업적

헨드릭 카시미르는 1931년부터 1950년까지 리 군 이론, 초미세 구조 및 핵 사중극자 모멘트 계산, 저온 물리학, 자성, 초전도체의 열역학, 상자성 완화, 온사거의 비가역 현상 이론 적용 등 다양한 분야에서 과학적 기여를 했다.

3.1. 카시미르 효과

1948년 필립스 물리학 연구소에서 디르크 폴더와 협력하여 두 개의 전도성 판 사이에 작용하는 양자역학적 인력을 예측했다. 오늘날 카시미르 효과로 알려진 이 현상은 MEMS 등에 중요한 영향을 미치고 있다.

3.2. 기타 연구 업적

카시미르는 1931년부터 1950년까지 과학에 많은 기여를 했다. 주요 연구 업적은 다음과 같다.

* 1931년: 리 군 이론 연구.
* 1935년: 초미세 구조 및 핵 사중극자 모멘트 계산.
* 1935년 ~ 1942년: 저온 물리학, 자성, 초전도체의 열역학, 상자성 완화 연구.
* 1942년 ~ 1950년: 온사거의 비가역 현상 이론 적용.

4. 출판물

* Magnetism and Very Low Temperatures^영어, H. B. G. Casimir, Magnetism and Very Low Temperatures (Cambridge University Press, Cambridge, England, 1940).
* Haphazard Reality: half a century of science^영어, H. B. G. Casimir, Haphazard Reality: half a century of science (Harper & Row, New York, 1983); 카시미르의 영어 자서전.
* Het toeval van de werkelijkheid: Een halve eeuw natuurkunde^{네덜란드어}, H. B. G. Casimir, Het toeval van de werkelijkheid: Een halve eeuw natuurkunde (Meulenhof, Amsterdam, 1992); 카시미르의 네덜란드어 자서전.
* The Influence of Retardation on the London-van der Waals Forces^영어, H. B. G. Casimir and D. Polder, The Influence of Retardation on the London-van der Waals Forces, Physical Review, Vol. 73, Issue 4, pp. 360–372 (1948).
* On the attraction between two perfectly conducting plates^영어, H. B. G. Casimir, On the attraction between two perfectly conducting plates, Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, Vol. 51, pp. 793–795 (1948).
* The Skin Effect^영어, H. B. G. Casimir and J. Ubbink, "The Skin Effect", Philips Technical Review, Vol. 28, pp. 300–315 (1967).