국립 물리학 연구소
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1. 개요
국립 물리학 연구소(NPL)는 1900년 테딩턴의 부시 하우스를 소재지로 설립된 영국의 국가 계량 표준 개발 및 물질 과학 분야 연구 기관이다. NPL은 국가 계량 표준을 개발하고, 산업계의 계측 관련 문제에 대한 과학적 지원을 제공하며, 컴퓨터, 통신, 재료 과학 등 다양한 분야에서 연구를 수행해왔다. 1995년 운영이 민간에 위탁되었다가 2004년 정부로 다시 이전되었으며, 2015년에는 기업혁신기술부로 운영권이 이관되었다. NPL은 앨런 튜링, 도널드 데이비스, 루이스 에센 등 저명한 과학자들을 배출했으며, 패킷 스위칭 기술 개발 및 세슘 원자 시계 개발 등 굵직한 연구 성과를 이루었다.
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| 국립 물리학 연구소 - [연구소]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 최고 경영자 | 피터 톰슨 |
| 설립일 | 1900년 |
| 종류 | 응용 물리학 |
| 직원 수 | 약 1,000명 |
| 주소 | 햄프턴 로드, 테디ington, TW11 0LW, 잉글랜드, 영국 |
| 좌표 | 51° 25′ 35″ N, 0° 20′ 37″ W |
| 운영 기관 | 과학혁신기술부의 NPL 관리 유한 회사 |
| 웹사이트 | 공식 웹사이트 |
| 연구 분야 | |
| 연구 분야 | 계량학 |
| 역사적 중요 사건 | |
| 패킷 스위칭 | 도널드 데이비스는 NPL에서 패킷 스위칭 개념을 개발했습니다. 이 개념은 인터넷의 토대가 되었습니다. |
| 주요 인물 | |
| 도널드 데이비스 | 패킷 스위칭 개념 개발 |
2. 역사
1900년 테딩턴의 부시 하우스|부시 하우스영어에 설립된 NPL은 국가 계측 표준 개발 및 보수를 수행해 왔다.[8] 현재는 비즈니스·혁신·기술부 예산으로 National Measurement System의 과학적 측면을 지원하며, 산업계에 과학적 지원을 제공하는 영리 서비스와 MSF 표준 전파국 관리도 병행하고 있다.
과거 테딩턴에 있던 '''국립 화학 연구소'''는 1965년 폐쇄되었고, 일부 기능은 NPL로 이관되었다.
NPL은 IET 등과 연계하여 과학자 및 공학자를 지원한다.
2. 1. 설립 배경 (19세기 - 20세기 초)
19세기 큐 천문대는 자비로 과학을 연구하는 사람들에 의해 운영되었다. 1850년대 초, 천문대는 기상 관측 장비 및 기타 과학 장비 테스트에 대한 수수료를 부과하기 시작했다.[7] 영국의 대학교가 물리학과를 만들고 확장함에 따라, 천문대의 운영 위원회는 19세기 마지막 20년 동안 유급 대학교 물리학자들이 점점 더 주도하게 되었다. 이 무렵, 기기 테스트는 천문대의 주요 역할이 되었다. 물리학자들은 전기 표준 테스트를 위한 국립 과학 기관의 설립을 원했다.[7]
1900년 테딩턴의 부시 하우스에 국립 물리학 연구소가 설립되었다. 연구소의 설립 목적은 "기기 표준화 및 검증, 재료 시험, 물리 상수 결정"이었다.[8]
2. 2. 20세기 중반 - 현재
1995년, 국립 물리학 연구소(NPL)의 운영은 정부 소유 계약 운영(GOCO) 모델에 따라 새로운 운영 회사인 NPL 매니지먼트 Ltd.를 통해 외주 계약을 맺었다. 세르코가 입찰에서 승리하여 모든 직원은 세르코에 고용되었다. 이 체제 하에서 간접비는 절반으로 줄었고, 제3자 수익은 연간 16% 증가했으며, 동료 심사를 거친 연구 논문 발표 건수는 두 배로 증가했다.[10][11]1998년 NPL은 민간 자본 유치 계약을 통해 대규모의 최첨단 실험실을 확보했다. 건설은 존 레잉이 수행했다.[12] 새로운 연구소 건물은 서코(Serco)가 유지 관리해 왔으며, 관련 민간 부문 기업들이 1억파운드 이상의 손실을 기록한 후 2004년에 통상산업부(DTI)로 다시 이전되었다.[12]
2012년에는 2014년부터 NPL의 운영 모델을 변경하여 학술 파트너를 포함하고, 부지에 대학원 교육 기관을 설립하기로 결정했다.[13] 변경 시점은 나중에 1년 연기되었다.[14] 주요 학술 파트너 후보는 에든버러 대학교, 사우스햄튼 대학교, 스트래스클라이드 대학교 및 서리 대학교였으며, 스트래스클라이드 대학교와 서리 대학교의 연합이 선호 파트너로 선정되었다.[15][16]
2013년 1월에는 기존의 사용하지 않는 건물 부지에 건설될 새로운 2500만파운드 규모의 첨단 계측 연구소에 대한 자금 지원이 발표되었다.[17][18]
NPL 경영 유한회사와 연구소 운영은 2015년 1월 1일에 기업혁신기술부 (현재는 과학혁신기술부)로 다시 이전되었다.[19] NPL은 계측과 물질 과학 분야에서 국제적으로 평가받는 핵심 연구 기관이다.
2007년, 테딩턴에 NPL의 첨단 연구 시설이 완공되었다.
3. 주요 연구 분야
NPL은 물리학, 재료 과학, 컴퓨팅, 생명 과학 등 다양한 과학 분야에서 연구를 수행하며, 선박 설계, 항공기 개발, 레이더, 컴퓨터 네트워킹, 위치 정보 시스템 등 여러 분야에 응용되고 있다.[26]
3. 1. 계측학
루이스 에센(Louis Essen)과 잭 페리(Jack Parry)는 1955년 NPL에서 세슘-133 원자의 특정 전이를 기반으로 하는 최초의 정확한 세슘 표준 원자 시계를 제작하였다.[27][28] 세슘 표준 원자 시계의 보정은 천문 시간 척도인 역표시(ephemeris time) (ET)를 사용하여 수행되었다.[29] 이는 최신 SI 초의 국제적으로 합의된 정의가 원자시에 기반하게 되는 결과를 낳았다.[30]국립 물리학 연구소는 나노기술에 대한 계측학 연구 및 표준화와 같은 계측학의 새로운 개발에 관여하고 있다.[66] 이 연구소는 주로 테딩턴 부지에 위치해 있지만, 치수 계측을 위한 허더스필드 부지와 히드로 공항 근처 레이스버리 저수지에 수중 음향 시설도 갖추고 있다.[68]
NPL은 계측과 물질 과학 분야에서 국제적으로 평가받는 핵심 연구 기관이다. 1900년에 Bushy House|부시 하우스영어를 소재지로 선택한 이래, 국가의 계량 표준 개발 및 보수를 수행해 왔다. 현재는 비즈니스·혁신·기술부의 예산으로 National Measurement System의 과학적인 측면을 지원하고 있다. 산업계의 계측 관련 문제에 과학적 지원을 제공하는 영리 서비스도 수행하고 있으며, MSF 표준 전파국을 관리하고 있다.
3. 2. 컴퓨팅
NPL은 1940년대 중반부터 컴퓨터 연구를 수행했다.[31] 1945년부터 앨런 튜링이 자동 계산 엔진(ACE) 컴퓨터 설계를 이끌었다. ACE 프로젝트는 지나치게 야심만만하여 실패했고, 튜링은 NPL을 떠났다.[32] 도널드 데이비스가 이 프로젝트를 맡아, 덜 야심찬 파일럿 ACE 컴퓨터 개발에 집중했으며, 이 컴퓨터는 1950년 5월에 처음으로 작동했다. 이 프로젝트에는 미국의 컴퓨터 개척자인 해리 허스키도 참여했다. 상업적 파생 제품인 DEUCE는 잉글리쉬 일렉트릭 컴퓨터에서 제조되었으며, 1950년대에 가장 많이 판매된 기계 중 하나가 되었다.[32]1960년대 중반부터 도널드 데이비스는 현재 전 세계 컴퓨터 네트워크에서 데이터 통신의 지배적인 기반이 된 패킷 스위칭을 발명하고 구현을 개척했다.[33] 데이비스는 1965년에 발표한 "온라인 데이터 처리를 위한 국가 통신 서비스 개발 제안"에서 국가 상업 데이터 네트워크를 설계하고 제안했다.[34] 이후, 로저 스캔틀버리가 이끄는 NPL 팀은 1969년 초에 근거리 NPL 네트워크에서 패킷 스위칭을 처음으로 구현했다.[35][36][37][38] 이 네트워크는 1986년까지 운영되었다. 그들은 영국 대부분에 데이터 통신 시설을 제공할 수 있는 광역 패킷 스위칭 네트워크의 성능을 분석하고 시뮬레이션하는 작업을 수행했다.[39] 그들의 연구와 실천은 인터넷의 전신인 미국의 ARPANET과 루이 푸쟁을 포함한 영국 및 유럽의 다른 연구자들에게 영향을 미쳤다.[40][41][42]
NPL은 2009년에 개관한 국립 컴퓨터 박물관의 패킷 스위칭 및 "인터넷 기술" 개발에 관한 갤러리를 후원한다.[43] NPL의 인터네트워킹 연구는 데이비스, 바버, 스캔틀버리에 의해 주도되었으며, 이들은 국제 네트워크 실무 그룹(INWG)의 구성원이었다.[44][45][46][47][48] 이질적인 컴퓨터 네트워크를 연결하는 것은 "기본적인 딜레마"를 야기하는데, 공통 호스트 프로토콜을 사용하려면 기존 네트워크의 재구성이 필요하기 때문이다. NPL은 게이트웨이를 사용하여 유럽 정보 네트워크(바버가 프로젝트를 지휘하고 스캔틀버리가 영국의 기술적 기여를 이끌었다)[49][50][51]와 연결되었다. 동시에, NPL이 우체국의 실험적 패킷 스위치 서비스에 연결될 때는 두 네트워크에서 공통 호스트 프로토콜을 사용했다. NPL 연구는 공통 호스트 프로토콜을 구축하는 것이 더 안정적이고 효율적임을 확인했다.[52] EIN 프로토콜은 제안된 INWG 표준을 시작하는 데 기여했다.[53] 밥 칸과 빈트 서프는 1974년 논문 "''패킷 네트워크 간 통신 프로토콜''"에서 데이비스와 스캔틀버리를 언급했다.[54]
데렉 바버는 1979년 INWG 192에서 전자 메일 프로토콜을 제안했으며, EIN에서 이를 구현했다.[55] 이는 존 포스텔이 인터넷 실험 노트 시리즈에 발표한 초기 인터넷 이메일 작업에서 언급되었다.[56]
3. 3. 전자기학
런던 퀸 메리 대학교와 NPL의 연구원들은 2020년에 탈수증의 영향을 받는 것으로 알려진 혈액 기반 분자를 측정하기 위해 마이크로파를 성공적으로 사용한 연구를 발표했다.[65]3. 4. 기타 연구 분야
NPL의 연구는 물리학, 재료 과학, 컴퓨팅, 생명 과학 분야에 기여해 왔으며, 선박 설계, 항공기 개발, 레이더, 컴퓨터 네트워킹, 위치 정보 시스템 분야에서 응용되고 있다.[26]4. 주요 연구자
NPL은 수많은 저명한 과학자들을 배출했다.[20] D. W. 다이는 석영 시계 기술 개발에 중요한 업적을 남겼고, 바니스 월리스는 "댐 버스터" 작전에 사용된 "바운싱 폭탄"의 초기 개발 작업을 수행했다.[21] H. J. 고프는 금속 피로 연구의 선구자로 1914년부터 1938년까지 NPL에서 근무했다. 시드니 골드스타인과 제임스 라이트힐은 제2차 세계 대전 중 NPL 항공역학 부서에서 각각 경계층 이론과 초음속 항공역학을 연구했다.[22]
클리포드 호지도는 반도체 연구에 참여했다. 로버트 왓슨-와트는 레이더 발명자로 알려져 있으며, 오스왈드 쿠바셰프스키는 계산 재료 열역학의 아버지로 불린다. 제임스 H. 윌킨슨은 수치 해석 분야에서 활동했다.[24]
1915년, 야금학자 월터 로젠하인은 NPL 최초의 여성 과학 직원으로 마리 로라 바이올렛 게일러와 이사벨 해드필드를 임명했다.[25]
4. 1. 앨런 튜링
앨런 튜링은 제2차 세계 대전 동안 블레츨리 파크의 정부 암호 및 암호 해독 학교(GC&CS)에서 독일 암호 메시지를 해독한 것으로 유명하며, 1945년부터 1947년까지 국립 물리 연구소에서 근무했다.[23] 그는 그곳에서 저장 프로그램 컴퓨터의 초기 설계 중 하나인 ACE(자동 계산 엔진)를 설계했다.4. 2. 도널드 데이비스
1960년대 중반부터 도널드 데이비스는 패킷 스위칭을 발명하고 구현을 개척했으며, 이는 현재 전 세계 컴퓨터 네트워크에서 데이터 통신의 지배적인 기반이 되었다.[33] 1965년 데이비스는 "온라인 데이터 처리를 위한 국가 통신 서비스 개발 제안"을 발표하여 국가 상업 데이터 네트워크를 설계하고 제안했다.[34] 이후 로저 스캔틀버리가 이끄는 NPL 팀은 1969년 초 근거리 NPL 네트워크에서 패킷 스위칭을 처음으로 구현했다.[35][36][37][38] 이 네트워크는 1986년까지 운영되었다. NPL 팀은 영국 대부분에 데이터 통신 시설을 제공할 수 있는 광역 패킷 스위칭 네트워크의 성능을 분석하고 시뮬레이션하는 작업을 수행했다.[39] 이들의 연구와 실천은 인터넷의 전신인 미국의 ARPANET과 루이 푸쟁을 포함한 영국 및 유럽의 다른 연구자들에게 영향을 미쳤다.[40][41][42]4. 3. 루이스 에센
루이스 에센은 1955년 동료 잭 페리(Jack Parry)와 함께 세슘-133 원자의 특정 전이를 기반으로 한 세계 최초의 세슘 표준 원자 시계를 제작하였다.[27][28] 이 세슘 표준 원자 시계의 보정은 천문 시간 척도인 ''역표시''(ET)를 사용하여 수행되었다.[29] 이는 SI 초의 국제적 합의 정의가 원자시에 기반하게 되는 결과로 이어졌다.[30]4. 4. 기타
H. J. 고프는 금속 피로 연구의 선구자로, 1914년부터 1938년까지 19년 동안 NPL에서 근무했다.[20][71] 바니스 월리스는 "바운싱 폭탄" 개발에 참여했고,[21] 로버트 왓슨-와트는 레이더 개발의 선구자로 알려져 있다.[24] 제임스 H. 윌킨슨은 수치 분석 분야에서 중요한 연구 업적을 남겼다.[24] 이들은 모두 NPL에서 근무했다.5. 역대 소장
| 재임 기간 | 이름 |
|---|---|
| 1900년 ~ 1919년 | 리처드 테틀리 글레이즈브룩 경 |
| 1919년 ~ 1936년 | 조셉 어니스트 페타벨 경 |
| 1936년 ~ 1937년 | 프랭크 에드워드 스미스 경 (대행) |
| 1937년 ~ 1938년 | 윌리엄 로렌스 브래그 경 |
| 1938년 ~ 1949년 | 찰스 갈턴 다윈 경 |
| 1941년 | 에드워드 빅터 애플턴 경 (대행) |
| 1948년 ~ 1955년 | 에드워드 크리스프 불라드 경 |
| 1955년 ~ 1956년 | 레지날드 레슬리 스미스-로즈 (대행) |
| 1956년 ~ 1964년 | 고든 브림스 블랙 맥아이보 서덜랜드 경 |
| 1964년 ~ 1977년 | 존 버논 던워스 |
| 1977년 ~ 1990년 | 폴 딘 |
| 1990년 ~ 1995년 | 피터 클래펌 |
| 1995년 ~ 2000년 | 존 레이 (대표이사) |
| 2000년 ~ 2005년 | 밥 맥기니스 (대표이사) |
| 2005년 ~ 2008년 | 스티브 맥퀼란 (대표이사) |
| 2008년 ~ 2009년, 2015년 | 마틴 세네 (대행) |
| 2009년 ~ 2015년 | 브라이언 바우셔 (대표이사) |
| 2015년 ~ 현재 | 피터 톰슨 (최고 경영자)[70] |
6. 건물
NPL의 본부는 런던 테딩턴의 부시 하우스에 있으며, 여러 연구 시설을 보유하고 있다. 2007년에는 첨단 연구 시설이 완공되었다.
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