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니콜라스 블룸베르헌

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1. 개요

니콜라스 블룸베르헌(1920–2017)은 네덜란드 출신의 미국 물리학자이다. 핵자기 공명 연구, 레이저 분광학 및 비선형 광학 분야에 기여했으며, 1981년 "레이저 분광학 발전에 기여한 공로"로 노벨 물리학상을 수상했다. 위트레흐트 대학교를 졸업하고 하버드 대학교에서 에드워드 밀스 퍼셀의 지도하에 연구했으며, 1948년 라이덴 대학교에서 박사 학위를 받았다. 하버드 대학교 교수를 역임하며 구겐하임 펠로우, 객원 교수 등으로 활동했다. 주요 업적으로는 3 준위 메이저 제안, 비선형 광학 분야 개척 등이 있으며, 2020년에는 블룸베르헌의 아이디어를 바탕으로 한 연구가 네이처에 발표되었다.

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니콜라스 블룸베르헌 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1981년의 니콜라스 블룸베르헌
1981년의 블룸베르헌
이름니콜라스 블룸베르헌
출생일1920년 3월 11일
출생지네덜란드 도르드레흐트
사망일2017년 9월 5일
사망지미국 애리조나주 투손
국적네덜란드, 미국
배우자휘베르타 델리아나 브링크 (결혼: 1950년)
학문 분야 및 경력
분야응용 물리학
직장애리조나 대학교, 하버드 대학교
모교라이덴 대학교, 위트레흐트 대학교
박사 지도 교수코르넬리스 야코뷔스 호르터르, 에드워드 밀스 퍼셀
박사 학생피터 퍼샨, 위엔론 셴, 엘리 야블로노비치
알려진 업적레이저 분광법, 비선형 광학, 운동 좁힘 현상, 광자 상향 변환, 원자 선 필터, 제2 고조파 발생, BPP 이론 (NMR 완화)
수상
수상 내역올리버 E. 버클리 응축 물질상 (1958년)
스튜어트 발란타인 메달 (1961년)
국가 과학 훈장 (1974년)
로렌츠 메달 (1978년)
노벨 물리학상 (1981년)
IEEE 명예 훈장 (1983년)

2. 생애

도르드레흐트에서 태어났다. 1943년 위트레흐트 대학교를 졸업했지만, 제2차 세계 대전 중 네덜란드를 점령한 나치에 의해 대학교가 폐쇄되어 자택에서 연구를 계속했다. 1945년 종전 후 도미하여 하버드 대학교 에드워드 밀스 퍼셀 연구실에서 유학했으며, 1948년 잠시 귀국하여 라이덴 대학교에서 Ph.D.를 취득하고 박사 연구원이 되었다.[2]

1949년부터 다시 하버드 대학교의 조교가 되었으며, 1951년 부교수, 1957년 고든 매케이 응용물리학 교수가 되었다. 같은 해 구겐하임 펠로우에 선정되었다. 이후 파리 대학교, 캘리포니아 대학교 버클리, 콜레주 드 프랑스 등에서 객원 교수로 활동했으며, 1973년에는 모교인 라이덴 대학교의 로런츠 객원 교수로 초빙되었다. 2001년부터 애리조나 대학교 교수를 역임했다.[9]

2. 1. 초기 생애 및 교육

니콜라스 블룸베르헌은 1920년 3월 11일 도르드레흐트에서 태어났으며, 그의 아버지는 화학 기술자이자 임원이었다.[2] 그는 5명의 형제가 있었고, 형제 아우케는 나중에 법학자가 되었다.[3] 1938년, 블룸베르헌은 물리학을 공부하기 위해 위트레흐트 대학교에 입학했다. 그러나 제2차 세계 대전 동안, 나치 독일이 대학교를 폐쇄하여 블룸베르헌은 2년 동안 숨어 지냈다.[2]

1945년에 제2차 세계 대전이 끝나고 도미하여 하버드 대학교의 에드워드 밀스 퍼셀 연구실에서 유학했으며, 1948년에 잠시 귀국하여 라이덴 대학교에서 Ph.D.를 취득하고 박사 연구원이 되었다. 그는 1943년에 위트레흐트 대학교를 졸업했지만, 네덜란드를 점령한 나치에 의해 대학교가 폐쇄되어 자택에서 연구를 계속했었다.

2. 2. 대학원 시절 및 핵자기공명 연구

블룸베르헌은 1945년 전쟁으로 황폐화된 네덜란드를 떠나 하버드 대학교에서 에드워드 밀스 퍼셀 교수의 지도하에 대학원 과정을 밟았다.[4] 블룸베르헌은 퍼셀을 통해 J. J. 톰슨의 다산적인 학문 계보의 일부가 되었으며, 톰슨 자신(1906년 노벨 물리학상)과 레일리 경 (1904년 노벨 물리학상), 어니스트 러더퍼드 (1908년 노벨 화학상), 오언 리처드슨 (1928년 노벨 물리학상), 그리고 마지막으로 퍼셀 (1952년 노벨 물리학상) 등 많은 노벨상 수상자들이 이 계보에 속해 있었다.[29] 블룸베르헌에게 영향을 준 다른 인물로는 존 밴 블렉 (1977년 노벨 물리학상)과 퍼시 브리지먼 (1946년 노벨 물리학상)이 있다.[5]

블룸베르헌이 하버드에 도착하기 6주 전, 퍼셀과 그의 대학원생 토리, 파운드는 핵자기 공명 (NMR)을 발견했다.[4] 블룸베르헌은 최초의 NMR 기기를 개발하기 위해 고용되었다. 하버드에서 그는 슈윙거, 밴 블렉, 켐블의 강의를 들었다.[2] 블룸베르헌의 NMR 시스템은 내부 장기와 조직을 검사하는 데 사용되는 현대 MRI 기기의 전신이다.[12] 블룸베르헌의 NMR 연구는 1953년에 소개된 메이저에 대한 관심을 이끌었고, 이는 레이저의 전신이 되었다.[6]

1947년 블룸베르헌은 라이덴 대학교에 "핵 자기 완화" 논문을 제출했다.[7] 코르 호르터가 그에게 박사후 연구직을 제안했기 때문이다.[7] 1948년 라이덴에서 철학 박사 학위를 받았고, 그 후 약 1년 동안 라이덴에서 박사후 연구원으로 재직했다.[2] 블룸베르헌은 대학원 시절부터 자기 공명 분야에서 뛰어난 업적을 남겼는데, 특히 물질 내 불균일 자기장의 영향으로 넓어진 자기 공명 스펙트럼에 포화를 이용한 구멍을 만들어 그 회복 과정을 연구한 업적이 유명하다.

1954년, 찰스 타운스가 메이저 실험에 성공했는데, 블룸베르헌은 3 준위 메이저를 처음으로 제안하여 메이저의 실용성을 넓혔다. 이 기법은 후에 레이저의 여기 방법으로 널리 응용되었다. 1960년 레이저가 등장한 이후에는 주로 레이저에 의해 생성된 강한 전자기장 하에서의 물질의 거동에 대해 연구했으며, 비선형 광학이라는 신분야를 창조하는 데 매우 중요한 역할을 했다. 특히, 매질 내 비선형 감수율을 통해 결합된 4개의 광파의 다양한 조건 하에서의 움직임을 이론적, 실험적으로 연구했으며, 또한 이를 바탕으로 분광학의 신분야를 개척했다. 1953년에는 국제 이론 물리학회 도쿄 & 교토에서 일본을 방문했다.

2. 3. 교수 경력 및 메이저 연구

1949년, 그는 펠로우십 협회의 주니어 펠로우로 하버드에 복귀했다.[29] 1951년, 그는 부교수가 되었고, 1957년에는 응용물리학과 고든 맥케이 교수가 되었으며, 1974년에는 럼포드 물리학 교수가 되었고, 1980년에는 게르하르트 게이드 대학 교수가 되었다.[8] 1990년, 그는 하버드에서 은퇴했다.[8]

또한, 블룸베르헌은 객원 교수로도 활동했다. 1964년부터 1965년까지, 블룸베르헌은 캘리포니아 대학교 버클리의 객원 교수였다.[2] 1996년부터 1997년까지, 그는 애리조나 대학교 광학 과학 대학의 객원 과학자였으며, 2001년에는 애리조나 대학교의 교수가 되었다.[9]

블룸베르헌은 ''[http://www.thebulletin.org 원자 과학자 회보]''의 후원 위원회 위원이었고, ''비선형 광학 물리학 및 재료 저널''의 명예 편집인이었다.[10] 그는 대학원 시절부터 자기 공명 분야에서 뛰어난 업적을 남겼는데, 특히 물질 내 불균일 자기장의 영향으로 넓어진 자기 공명 스펙트럼에 포화를 이용한 구멍을 만들어 그 회복 과정을 연구한 업적이 유명하다.

1954년, 찰스 타운스가 메이저 실험에 성공했는데, 블룸베르헌은 3 준위 메이저를 처음으로 제안하여 메이저의 실용성을 넓혔다. 이 기법은 후에 레이저의 여기 방법으로 널리 응용되었다. 1960년 레이저가 등장한 이후에는 주로 레이저에 의해 생성된 강한 전자기장 하에서의 물질의 거동에 대해 연구했으며, 비선형 광학이라는 신분야를 창조하는 데 매우 중요한 역할을 했다. 특히, 매질 내 비선형 감수율을 통해 결합된 4개의 광파의 다양한 조건 하에서의 움직임을 이론적, 실험적으로 연구했으며, 또한 이를 바탕으로 분광학의 신분야를 개척했다. 1953년에는 국제 이론 물리학회 도쿄 & 교토에서 일본을 방문했다.

2. 4. 비선형 광학 연구 및 레이저 분광학 발전

1960년 하버드 대학교에서 그는 마이크로파 분광법을 실험했다.[6] 블룸베르헌은 찰스 타운스의 메이저를 개량했고,[11] 1956년에는 표준 기체 방식보다 더 강력한 결정 메이저를 개발했다.[7]

레이저가 나타나면서, 그는 레이저를 사용하여 원자 구조를 정밀하게 관찰할 수 있는 레이저 분광법 분야의 발전에 참여했다. 1961년 피터 프랑켄 등이 고조파 발생을 개발한 후, 블룸베르헌은 집중되고 고강도의 광자 빔으로 물질을 때릴 때 새로운 물질 구조가 어떻게 드러나는지 연구했다. 그는 이것을 비선형 광학 연구라고 불렀다. 1990년 네덜란드 신문에 실린 그의 연구에 대한 회고에서 블룸베르헌은 "우리는 광학에 관한 표준 교과서를 가져와 각 부분에 대해 강도가 매우 높아진다면 어떤 일이 일어날지 생각했습니다. 우리는 그 영역 내에서 완전히 새로운 유형의 물리학을 만나게 될 것이라고 거의 확신했습니다."라고 말했다.[12]

이러한 이론적 연구를 통해 블룸베르헌은 가시광선 주파수 범위의 광자로 구성된 둘 이상의 레이저 소스를 결합하여 적외선 및 자외선 범위에서 서로 다른 주파수의 광자를 가진 단일 레이저 소스를 생성하는 방법을 찾아 레이저 분광법을 통해 얻을 수 있는 원자 세부 사항의 양을 확장했다.[6]

블룸베르헌은 대학원 시절부터 자기 공명 분야에서 뛰어난 업적을 남겼는데, 특히 물질 내 불균일 자기장의 영향으로 넓어진 자기 공명 스펙트럼에 포화를 이용한 구멍을 만들어 그 회복 과정을 연구한 업적이 유명하다.

1954년, 찰스 타운스가 메이저 실험에 성공했는데, 블룸베르헌은 3 준위 메이저를 처음으로 제안하여 메이저의 실용성을 넓혔다.

이 기법은 후에 레이저의 여기 방법으로 널리 응용되었다. 1960년 레이저가 등장한 이후에는 주로 레이저에 의해 생성된 강한 전자기장 하에서의 물질의 거동에 대해 연구했으며, 비선형 광학이라는 새로운 분야를 창조하는 데 매우 중요한 역할을 했다. 특히, 매질 내 비선형 감수율을 통해 결합된 4개의 광파의 다양한 조건 하에서의 움직임을 이론적, 실험적으로 연구했으며, 또한 이를 바탕으로 분광학의 새로운 분야를 개척했다. 1953년에는 국제 이론 물리학회 도쿄 & 교토에서 일본을 방문했다.

2. 5. 개인사 및 사망

블룸베르헌은 1948년 대학교의 물리학 클럽과 함께 휴가를 보내던 중 후베르타 델리아나 브링크(Deli)를 만났다. 그녀는 1949년 학생 환대 교환 프로그램을 통해 그와 함께 미국으로 건너갔고, 그는 미국에 도착하자 그녀에게 청혼했으며 1950년 암스테르담으로 돌아와 결혼했다.[13] 두 사람은 1958년 귀화하여 미국 시민이 되었다.[8] 그들은 세 자녀를 두었다.[13]

블룸베르헌은 2017년 9월 5일, 향년 97세의 나이로 고향인 애리조나주 투손의 요양 시설에서 심폐 부전으로 사망했다.[14][15][16]

3. 주요 업적

블룸베르헌은 대학원 시절부터 자기 공명 분야에서 뛰어난 업적을 남겼는데, 특히 물질 내 불균일 자기장의 영향으로 넓어진 자기 공명 스펙트럼에 포화를 이용한 구멍을 만들어 그 회복 과정을 연구한 업적이 유명하다.

1954년, 찰스 타운스가 메이저 실험에 성공했는데, 블룸베르헌은 3 준위 메이저를 처음으로 제안하여 메이저의 실용성을 넓혔다.

이 기법은 후에 레이저의 여기 방법으로 널리 응용되었다. 1960년 레이저가 등장한 이후에는 주로 레이저에 의해 생성된 강한 전자기장 하에서의 물질의 거동에 대해 연구했으며, 비선형 광학이라는 신분야를 창조하는 데 매우 중요한 역할을 했다. 특히, 매질 내 비선형 감수율을 통해 결합된 4개의 광파의 다양한 조건 하에서의 움직임을 이론적, 실험적으로 연구했으며, 또한 이를 바탕으로 분광학의 신분야를 개척했다. 1953년에는 국제 이론 물리학회 도쿄 & 교토에서 일본을 방문했다.

4. 수상 내역

니콜라스 블룸베르헌은 1981년 아서 숄로, 카이 시그반과 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다. 노벨 재단은 블룸베르헌과 숄로에게 "레이저 분광학 발전에 기여한 공로"를 인정해 상을 수여했다.[11][19]

연도수상 내역
1955년미국 물리학회 회원[21]
1956년네덜란드 왕립 과학 아카데미 통신 회원 (암스테르담)[20]
미국 예술 과학 아카데미 특별 회원[22]
1957년구겐하임 펠로십[23]
1958년미국 물리학회 올리버 버클리 상[24]
1959년무선기술자협회 IEEE 모리스 N. 리브먼 기념상[29]
1960년미국 국립 과학원 회원 (워싱턴 D.C.)[25]
1961년프랭클린 연구소 스튜어트 발렌타인 메달 (필라델피아)[29]
1974년미국 국가 과학 메달[26]
1978년네덜란드 왕립 과학 아카데미 로렌츠 메달 (암스테르담)[27]
인도 과학 아카데미 해외 명예 회원 (벵갈루루)[28]
1979년미국 광학회 프레드릭 아이브스 메달[29]
1980년폰 험볼트 시니어 과학자[29]
1981년프랑스 과학 아카데미 외국인 준회원 (파리)[29]
노벨 물리학상 (스톡홀름)
1982년미국 철학회 회원[30]
1983년독일 과학 아카데미 레오폴디나 회원[31]
뉴사우스웨일스 대학교 디랙 이론 물리학 발전 메달 (시드니)[32]
1984년미국 공학한림원 명예 회원[33]
미국 광학회 명예 회원[34]
2000년하버드 대학교 명예 과학 박사[35]
2001년위트레흐트 대학교 비주보트 센터 비주보트 메달[36]


참조

[1] 웹사이트 Nobelprijswinnaar Nicolaas Bloembergen (97) overleden https://www.universi[...] 2017-09-06
[2] 웹사이트 1981 Nobel Presentation Speech by Professor Ingvar Lindgren https://www.nobelpri[...] Nobel Foundation
[3] 웹사이트 Nico Bloembergen, fysicus in licht http://historischekr[...] Historische Kring De Bilt null
[4] 서적 Edward Mills Purcell https://www.nap.edu/[...] NAP.edu
[5] 웹사이트 John Van Vleck: Quantum Theory and Magnetism https://www.aps.org/[...] APS.org
[6] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.mediatheq[...] Mediatheque
[7] 간행물 Relaxation effects in nuclear magnetic resonance absorption http://redeye.mmrrcc[...] 1948
[8] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.ieeeghn.o[...] IEEE
[9] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.optics.ar[...] OSC Faculty
[10] 문서 Journal of Nonlinear Optical Physics & Materials http://www.worldscie[...] World Scientific
[11] 웹사이트 Today in Engineering History: The Laser Is Patented https://www.pddnet.c[...] PDDNet 2016-03-22
[12] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen https://www.uu.nl/en[...] Utrecht University
[13] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen – Biographical https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 1981
[14] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.nasonline[...]
[15] 뉴스 Nicolaas Bloembergen, winner of Nobel Prize in physics, dies at 97 https://www.washingt[...] 2017-09-09
[16] 뉴스 Nicolaas Bloembergen, Who Shared Nobel for Advances With Laser Light, Dies at 97 https://www.nytimes.[...] 2017-09-11
[17] 서적 Nico Bloembergen. Meester van het licht. Eburon
[18] 서적 Nico Bloembergen. Master of Light Springer Nature
[19] 웹사이트 The Nobel Prize in Physics 1981 https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 1981
[20] 웹사이트 Nico Bloembergen https://www.knaw.nl/[...] Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences
[21] 웹사이트 APS Fellow archive https://www.aps.org/[...] APS
[22] 웹사이트 Professor Nicolaas Bloembergen https://www.amacad.o[...] American Academy of Arts and Sciences
[23] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.gf.org/fe[...] Guggenheim Foundation
[24] 웹사이트 1958 Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize Recipient http://www.aps.org/p[...] American Physical Society
[25] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.nasonline[...] National Academy of Sciences
[26] 웹사이트 The President's National Medal of Science: Recipient Details Nicolaas Bloembergen https://www.nsf.gov/[...] National Science Foundation
[27] 웹사이트 Laureates Lorentz Medal https://www.knaw.nl/[...] Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences
[28] 웹사이트 Bloembergen, Prof. Nicolaas http://www.ias.ac.in[...] Indian Academy of Sciences
[29] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen http://www.academie-[...] Académie des Sciences
[30] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...]
[31] 웹사이트 List of Members http://www.leopoldin[...]
[32] 웹사이트 Uniken 1983, no. 8 (3 - 16 Jun., 1983) https://nla.gov.au/n[...]
[33] 웹사이트 Dr. Nicolaas Bloembergen https://www.nae.edu/[...] United States National Academy of Engineering
[34] 웹사이트 Nicolaas Bloembergen https://www.optica.o[...]
[35] 웹사이트 Eleven to receive honorary degrees at Commencement https://news.harvard[...] 2000-06-08
[36] 웹사이트 Bijvoet Medal http://bijvoet-cente[...] Bijvoet Center for Biomolecular Research 2017-09-12
[37] 학술지 Coherent electrical control of a single high-spin nucleus in silicon https://www.nature.c[...] 2020-03
[38] 학술지 National Academy of Sciences: Abstracts of Papers Presented at the Annual Meeting, 24-26 April 1961, Washington, D.C. https://www.science.[...] 1961-04-28
[39] 웹사이트 How an Accident Sparked a Quantum Computing Breakthrough https://www.seeker.c[...] 2020-05-11
[40] 웹사이트 This Accidently [sic] Solved Puzzle Can Help Make Powerful Quantum Computers https://analyticsind[...] 2020-05-13
[41] 웹인용 Nicolaas Bloembergen http://www.ieeeghn.o[...] IEEE 2011-07-18
[42] 웹인용 World Scientific. ''Journal Editorial Board''. http://www.worldscin[...] 2011-10-07


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