J. 한스 D. 옌젠

1. 개요

J. 한스 D. 옌젠은 독일의 이론 물리학자이며, 1963년 마리아 괴퍼트메이어와 함께 원자핵 껍질 모형을 제시한 공로로 노벨 물리학상을 수상했다. 함부르크 대학교에서 박사 학위를 받은 후 하노버 대학교, 하이델베르크 대학교 교수를 역임했다. 옌젠은 제2차 세계 대전 중 독일의 우라늄 프로젝트에 참여하여 우라늄 동위원소 분리를 위한 이중 원심분리기를 개발하는 연구를 진행했다.

2. 생애

1926년부터 1931년까지 프라이부르크 대학교와 함부르크 대학교에서 물리학, 수학, 물리화학, 철학을 공부했다. 함부르크 대학교에서 빌헬름 렌츠 교수 밑에서 1932년에 박사 학위를 받았고, 1936년에 학업을 마쳤다.

함부르크에서 태어났다. 함부르크 대학교, 프라이부르크 대학교 등에서 공부했다. 함부르크 대학교 조교 등을 거쳐 1941년 하노버 공과대학교 교수, 1949년부터 하이델베르크 대학교 교수가 되었다. 1949년 마리아 괴퍼트-마이어와는 독립적으로 원자핵의 껍질 모형을 제안했다. 그때까지 원자핵의 구조에 대해서는 액체방울 모형이 고려되었지만, 양성자와 중성자의 조합으로 안정된 원자핵과 불안정한 원자핵이 존재하는 것을 충분히 설명할 수 없었다. 옌젠 등은 스핀-궤도 상호작용을 도입한 퍼텐셜을 고려함으로써 안정된 원자핵이 되는 핵자의 수(마법수)를 설명하는 데 성공했다.

3. 경력

1937년 함부르크 대학교에서 파울 하르텍과 함께 일하며 독일 제국의 핵무기 개발 회의인 우라늄 클럽에 참여했다. 1941년 하노버 대학교(당시 하노버 공학대학교) C3 교수(독일에서 두 부류의 계약직 교수 중 상위 직책), 1946년 하이델베르크 대학교 C4 교수(독일 정교수)를 거쳐 1969년 은퇴 후에는 명예 교수(emeritus praecox)로 재직했다. 위스콘신 대학교 매디슨(1950년), 프린스턴 고등연구소(1952년), 인디애나 대학교와 캘리포니아 공과대학교(1953년) 등에서 초빙 교수를 역임했다.

1963년, 마리아 괴퍼트메이어와 함께 원자핵 껍질 모형을 제시한 공로로 유진 폴 위그너와 함께 노벨 물리학상을 받았다.

3.1. 초기 경력 (함부르크 대학교)

1937년, 함부르크 대학교의 객원 강사로서 물리화학과의 책임자이자 독일 육군 병기국(HWA)의 폭발물 분야 고문인 파울 하르텍과 함께 일하게 되었다. 파울 하르텍과 그의 조교수 빌헬름 그로스는 독일 제국 국방성(RKM)과 핵 연쇄 반응의 무기 응용 방안에 관해 접촉하고 있었다. 그러한 일련의 과정으로 인해 1939년 9월 1일 독일 제국의 핵무기 개발에 대한 회의인 우라늄 클럽이 시작되었는데, 파울 하르텍은 우라늄 클럽의 참가자 중 하나였다. 옌젠은 파울 하르텍에 의해 회의에 참여하게 되었다. 그가 착수한 첫 번째 일은 우라늄의 동위원소를 분리할 수 있는 두 개의 원심분리기를 만드는 일이었으며, 파울 하르텍과 함께 그것의 개발에 성공했다.

3.2. 우라늄 프로젝트 (나치 독일 핵무기 개발 계획)

1939년 9월 1일에 시작된 우라늄 클럽 회의에 파울 하르텍의 추천으로 참여했다. 옌젠의 주요 연구는 우라늄의 동위원소 분리를 위한 이중 원심분리기 개발이었으며, 하르텍과 함께 분리 효과를 높이기 위해 진동 과정(Schaukelverfahren)을 기반으로 한 이중 원심분리기를 개발했다.

독일의 우라늄 프로젝트의 내부 간행물인 Kernphysikalische Forschungsberichte(핵물리학 연구 보고서)에는 다음과 같은 보고서들이 발표되었다.

* 파울 하르텍, 요하네스 옌젠(Johannes Jensen), 프리드리히 크나우어, 한스 수스 고체 이산화탄소에서 중성자의 감속, 확산 및 포획과 우라늄에서의 포획에 관하여 G-36 (1940년 8월 19일)
* 파울 하르텍과 요하네스 옌젠(Johannes Jesnsen) 기계적으로 움직이는 벽을 통한 대류와 함께 작용하는 열확산 효과와 열사이펀 효과와의 비교 G-89 (1941년 2월 18일)
* 요하네스 옌젠(Johannes Jensen) 우라늄 동위원소 분리에 대한 초원심분리 방법에 관하여 G-95 (1941년 12월)
* 파울 하르텍과 요하네스 옌젠(Johannes Jensen) 단일 원심분리기의 효율을 높이기 위한 다양한 원심분리기 배열의 분리 효과와 수율 계산 G-158 (1943년 2월)
* 파울 하르텍, 요하네스 옌젠(Johannes Jensen), 알베르트 수어(Albert Suhr) 저압탑에서 수율과 분리도 사이의 관계에 관하여 G-159

3.3. 전후 경력 (하노버 대학교, 하이델베르크 대학교)

1939년 9월 1일에 시작된 독일 제국의 핵무기 개발 회의인 우라늄 클럽에 파울 하르텍의 추천으로 참여했다. 옌젠은 우라늄의 동위원소를 분리하는 이중 원심분리기를 만드는 연구를 수행하여 파울 하르텍과 함께 개발에 성공했다.

1941년 하노버 대학교(당시 하노버 공학대학교)에서 C3 교수(독일에서 두 부류의 계약직 교수 중 상위 직책)가 되었다. 1946년 하이델베르크 대학교의 C4 교수(독일 정교수)가 되었고, 1969년 은퇴 후에도 명예 교수(emeritus praecox)로 재직했다. 위스콘신 대학교 매디슨(1950년), 프린스턴 고등연구소(1952년), 인디애나 대학교와 캘리포니아 공과대학교(1953년)에서 초빙 교수를 역임했다.

4. 연구 업적

1937년 옌젠은 함부르크 대학교에서 무보수 강사(Privatdozent)로 일하며, 대학교 물리화학과 학과장이자 독일 육군 병기국(HWA) 자문관이었던 파울 하르텍과 함께 폭발물 연구를 시작했다. 파울 하르텍과 그의 조교 빌헬름 그로스는 1939년 4월 24일, 핵 연쇄 반응의 잠재적인 군사적 응용에 대해 독일 제국 국방성(RKM)에 알렸다. 우라늄 클럽(Uranverein)으로도 알려진 독일 원자력 프로젝트에 대한 군사적 통제는 나치 독일이 폴란드 침공으로 제2차 세계 대전을 시작한 1939년 9월 1일에 시작되었다. 우라늄 클럽의 주요 인물 중 한 명인 파울 하르텍은 옌젠을 프로젝트에 참여시켰다. 옌젠의 주요 연구는 우라늄 동위원소 분리를 위한 이중 원심분리기였다. 파울 하르텍과 옌젠은 분리 효과를 높이기 위해 진동 과정(Schaukelverfahren)을 기반으로 한 이중 원심분리기를 개발했다.

1941년 옌젠은 하노버 대학교(당시에는 Technische Hochschule Hannover, 하노버 공학대학교 였음) 이론물리학 명예교수(extraordinarius professor)로 임명되었고, 1946년에는 하이델베르크 대학교 C4 교수(독일에서 정교수를 의미하는 말)가 되었다. 1949년에는 하이델베르크 대학교(Ruprecht Karl University of Heidelberg) 정교수로 임명되었고, 1969년부터 명예교수(emeritus praecox)로 재직했다. 그는 위스콘신 대학교 매디슨(1951년), 프린스턴 고등연구소(1952년), 캘리포니아 대학교 버클리(1952), 인디애나 대학교와 캘리포니아 공과대학교(1953년), 미네소타 대학교 트윈 시티즈(1956), 캘리포니아 대학교 샌디에이고(1961)에서 방문 교수로 활동했다.

4.1. 원자핵 껍질 모형

1949년 마리아 괴퍼트메이어와는 독립적으로 원자핵의 껍질 모형을 제안했다. 그때까지 원자핵의 구조에 대해서는 액체방울 모형이라고 불리는 모형이 고려되었지만, 양성자와 중성자의 조합으로 안정된 원자핵과 불안정한 원자핵이 존재하는 것을 충분히 설명할 수 없었다. 옌젠 등은 스핀-궤도 상호작용을 도입한 퍼텐셜을 고려함으로써 안정된 원자핵이 되는 핵자의 수(마법수)를 설명하는 데 성공했다. 1963년 마리아 괴퍼트메이어와 함께 이 모형을 제시한 공로로 유진 폴 위그너와 함께 노벨 물리학상을 받았다.

4.2. 노벨 물리학상 수상 (1963)

1963년, 마리아 괴퍼트메이어와 함께 원자핵 껍질 모형을 제안한 공로로 유진 폴 위그너와 함께 노벨 물리학상을 받았다.

5. 나치 협력 논란

옌젠은 국가사회주의 독일 노동자당 (NSDAP) 관련 단체에 가입한 이력이 있다. 1936년 함부르크 대학교에 사설강사 자격 논문을 제출할 당시 그는 국가사회주의 독일 대학교수 연맹(NSDDB) 회원으로 3년, 국가사회주의 교사 연맹(NSLB) 회원으로 2년을 보냈고, 다음 해에 NSDAP 회원 가입 후보자가 되었다. NSLB의 대학 지도자는 옌젠에게 적극적인 참여를 기대한다고 밝혔고, 실제로 그렇게 활동했다.

제2차 세계 대전 이후 탈나치화 과정에서 옌젠은 우라늄 프로젝트의 저명한 회원이자 나치에 협조하지 않았던 베르너 하이젠베르크에게 자신의 성격에 대한 증명서, 이른바 면죄부(Persilschein)를 요청했다. 하이젠베르크는 NSDAP 회원이 아니었고, 공개적으로 NSDAP와 친위대(SS)와 충돌했으며, 영국 점령 당국에 의해 막스 플랑크 물리학 연구소의 이론 물리학 교수직과 소장직에 임명되었기 때문에 이러한 문서를 작성하는데 특히 영향력이 있었다. 하이젠베르크는 옌젠이 학계에서 불필요한 어려움을 피하기 위해 당 조직에 가입했다고 주장하는 문서를 작성하여 당국을 설득했다.

6. 수상 및 영예

옌젠에게 수여된 명예직 및 상은 다음과 같다.