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마리아 괴퍼트메이어

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목차

1. 개요

마리아 괴퍼트메이어는 독일 태생의 미국 물리학자이다. 핵 껍질 구조에 대한 수학적 모델을 개발하여 1963년 유진 위그너, J. 한스 D. 옌젠과 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했으며, 마리 퀴리에 이어 두 번째 여성 노벨 물리학상 수상자이다. 그는 1930년 괴팅겐 대학교에서 박사 학위를 받은 후 미국으로 이주하여, 존스 홉킨스 대학교, 콜럼비아 대학교, 시카고 대학교 등에서 연구를 수행했다. 1960년 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 정교수로 임명되었으며, 사후에는 업적을 기리는 다양한 기념 사업이 진행되었다.

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마리아 괴퍼트메이어
기본 정보
1963년의 메이어
출생 이름마리아 괴페르트
출생일1906년 6월 28일
출생지카토비체, 프로이센 왕국, 독일 제국
사망일1972년 2월 20일
사망지미국, 캘리포니아주, 샌디에이고
국적독일, 미국
배우자조지프 에드워드 메이어 (1930년 결혼)
자녀2명
부모프리드리히 괴페르트
마리아 볼프
서명
로마자 표기Maria Göppert-Mayer
학력 및 경력
모교괴팅겐 대학교
박사 지도교수막스 보른
박사 제자로버트 G. 삭스
근무 기관새라 로렌스 칼리지
컬럼비아 대학교
로스앨러모스 연구소
아르곤 국립 연구소
캘리포니아 대학교 샌디에이고
시카고 대학교
업적
주요 업적이중 베타 붕괴
마법수
핵 껍질 모형
2광자 흡수
괴페르트 메이어 단위
수상노벨 물리학상 (1963년)

2. 생애

마리아 괴퍼트메이어는 1906년 독일 제국의 카토비체에서 태어나, 1972년 미국 샌디에이고에서 사망한 이론물리학자이다. 괴팅겐 대학교에서 막스 보른 등의 가르침을 받았으며, 1930년 조셉 에드워드 메이어와 결혼하여 미국으로 이주했다.

존스 홉킨스 대학교, 컬럼비아 대학교, 시카고 대학교 등에서 연구 활동을 했으며, 특히 원자핵 껍질 모형을 제안하여 1963년 J. 한스 D. 옌젠, 유진 폴 위그너와 함께 노벨 물리학상을 수상했다. 제2차 세계 대전 중에는 맨해튼 계획에 참여하여 우라늄 동위원소 분리 연구를 수행하기도 했다.

1946년 7월 1일 아르곤 국립 연구소 창립과 함께 이론 물리 분야 수석 연구원으로 일하면서 원자핵 껍질의 수학적 모델을 개발, 1950년에 발표했다.[13][14] 그녀의 모형은 원자핵 내 특정 수의 핵자가 특히 안정적인 배열을 이루는 이유를 설명했으며, 이 수는 유진 위그너가 '마법수'라고 명명한 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126이다.

1960년에는 캘리포니아 대학교 샌디에이고 물리학과 정교수에 취임했다. 1953년에는 국제 이론물리학회 참석차 일본을 방문하기도 했다.

2. 1. 초기 생애 (독일)

1906년 6월 28일, 당시 독일 제국의 상실레시아 카토비체(현재 폴란드령 카토비체)에서 태어났다. 1910년, 아버지 프리드리히 괴퍼트가 괴팅겐 대학교 소아과 교수로 임용되면서 가족은 괴팅겐으로 이주했다. 마리아는 괴팅겐 대학교 교수이던 부친의 영향으로 어렸을 때부터 엔리코 페르미, 베르너 하이젠베르크, 폴 디랙, 볼프강 파울리 등 미래의 지식인이었던 대학생들을 접했다.

괴퍼트는 괴팅겐의 ''Höhere Technische''(고등기술학교)에서 교육받았는데, 이 학교는 고등교육을 열망하는 중산층 소녀들을 위한 학교였다. 1924년에 아비투어를 통과했고, 그 해 가을에 괴팅겐 대학교에 입학했다. 그 대학교에는 후에 노벨 상을 받게 되는 교수도 셋이 있었는데, 막스 보른, 제임스 프랑크, 아돌프 오토 라인홀트 빈다우스였다. 1930년에 괴팅겐 대학교에서 박사 과정을 수료했으며, 그 해에 제임스 프랑크의 조수이던 조셉 에드워드 메이어와 결혼해 그의 고국인 미국으로 이사했다.[5]

2. 2. 미국에서의 초기 연구 활동

1930년에 괴팅겐 대학교에서 박사과정을 수료한 후, 제임스 프랑크의 조수이던 조셉 에드워드 메이어와 결혼하여 그의 고국인 미국으로 이주했다.[6] 이후 그녀는 1931년부터 1939년까지 볼티모어의 존스 홉킨스 대학교에서, 1940년부터 1946년까지 콜럼비아 대학교에서, 그 이후는 시카고 대학교에서 비공식적으로 일했다. 이 기간 동안 그녀는 파벌 문제와 남녀 차별 문제로 인해 교수직을 얻지 못했다. 하지만 사라 로렌스 대학교에서 교편을 잡았고, 콜럼비아 대학교에서는 연구직을 맡았으며, 로스앨러모스 국립 연구소에서도 잠시 일했다.[6]

존스 홉킨스 대학교는 엄격한 친족 등용 금지 규정 때문에 괴퍼트메이어를 교수로 채용하지 못했다. 이 시기에는 많은 대학교에서 여성 교수의 채용을 막기 위해 이러한 규정을 적용했다.[6] 그녀는 물리학과에서 독일어 서신 업무를 담당하는 조교직을 얻었는데, 매우 적은 봉급과 함께 일할 장소와 시설 이용 권한을 제공받았다. 그녀는 몇몇 강의를 맡았고, 1935년에 이중 베타 붕괴에 관한 중요한 논문을 발표했다.[8]

존스 홉킨스 대학교에는 양자 역학에 대한 관심이 거의 없었지만, 괴퍼트메이어는 이 분야에서 카를 헤르츠펠트와 함께 연구했다. 그들은 여러 편의 논문을 공동 집필했는데, 그중에는 헤르츠펠트의 제자 A.L. 스클라르와 함께 쓴 벤젠의 스펙트럼에 관한 논문도 포함되어 있다.[8][9] 그녀는 또한 1931년, 1932년, 1933년 여름에 전임 시험관인 막스 보른과 함께 연구하기 위해 괴팅겐으로 돌아가, 그와 함께 ''Handbuch der Physik''에 기사를 작성했다. 이는 1933년 나치당이 집권하고 막스 보른과 제임스 프랑크를 포함한 많은 학자들이 직장을 잃으면서 끝났다. 1933년 유대인 출신 교수들을 몰아낸 반유대인 법을 우려한 괴퍼트메이어와 헤르츠펠트는 난민 구호 활동에 참여하게 되었다.[8]

1937년 조 마이어는 해고되었는데, 그는 이것을 물리 과학 학장의 여성에 대한 증오 때문이라고 생각했다. 헤르츠펠트는 동의했고, 괴퍼트메이어, 제임스 프랑크, 헤르츠펠트가 모두 존스 홉킨스에 있었기 때문에 일부 사람들은 독일 과학자들이 너무 많다고 생각했다고 덧붙였다. 또한 일부 학생들은 마이어의 화학 강의에 현대 물리학이 너무 많다고 불평하기도 했다. 마이어는 컬럼비아 대학교에서 직책을 맡았는데, 물리학과 학과장인 조지 B. 피그램은 괴퍼트메이어가 사무실을 사용할 수 있도록 마련했지만, 그녀는 봉급을 받지 못했다. 그녀는 1939년 컬럼비아 대학교에 온 해롤드 유리와 엔리코 페르미와 곧 친해졌고, 세 사람과 그들의 가족은 인근 뉴저지주 레오니아에 살았다.[10] 엔리코 페르미는 그녀에게 발견되지 않은 초우라늄 원소의 원자가전껍질을 조사해 달라고 요청했다. 토마스-페르미 모델을 사용하여 그녀는 이 원소들이 희토류 원소와 유사한 새로운 계열을 형성할 것이라고 예측했다. 이것은 사실로 판명되었다.[10] 1941년 그녀는 미국 물리 학회의 펠로우로 선출되었다.[11]

2. 3. 맨해튼 계획과 핵물리학 연구

1941년 12월, 마리아 괴퍼트 메이어는 사라 로렌스 대학교에서 과학을 파트타임으로 가르치는 첫 유급 직책을 맡았다. 1942년 봄, 미국이 제2차 세계 대전에 참전하면서 그녀는 맨해튼 계획에 참여하게 되었다. 그녀는 컬럼비아 대학교의 대체 합금 재료(SAM) 연구소에서 파트타임 연구직을 수락했다. 이 프로젝트의 목표는 천연 우라늄에서 분열성 우라늄-235 동위 원소를 분리하는 방법을 찾는 것이었으며, 그녀는 육불화우라늄의 화학적 및 열역학적 특성을 연구하고 광화학 반응을 통해 동위원소를 분리할 가능성을 조사했다. 이 방법은 당시에는 실용적이지 않았지만, 나중에 레이저의 개발로 레이저 여기 분리의 가능성이 열리게 되었다.[12]

에드워드 텔러를 통해 괴퍼트 메이어는 컬럼비아 대학교에서 불투명도 프로젝트 직책을 얻었다. 이 프로젝트는 극도로 높은 온도에서 물질과 방사선의 특성을 연구하여 텔러의 "슈퍼" 폭탄(전시 열핵무기 개발 프로그램)의 개발을 목표로 했다.[12] 1945년 2월, 남편 조가 태평양 전쟁에 참전하게 되자, 괴퍼트 메이어는 자녀들을 뉴욕에 남겨둔 채 텔러의 로스앨러모스 연구소 그룹에 합류하기로 결정했다. 조는 예상보다 일찍 태평양에서 돌아왔고, 그들은 1945년 7월 함께 뉴욕으로 돌아왔다.[12]

1946년 2월, 조는 시카고 대학교 화학과와 새로 설립된 핵 연구소 교수가 되었고, 괴퍼트 메이어는 그 대학교에서 자발적 물리학 조교수가 될 수 있었다. 텔러 또한 그곳에서 직책을 수락했을 때, 그녀는 그와 함께 불투명도 연구를 계속할 수 있었다. 근처의 아르곤 국립 연구소가 1946년 7월 1일에 설립되었을 때, 괴퍼트 메이어는 이론 물리학 부서의 선임 물리학자로 파트타임 직책을 제안받았다. 그녀는 "핵물리학에 대해 아무것도 모릅니다."라고 대답했다.[12] 그녀는 애버딘 시험장의 ENIAC을 프로그래밍하여 몬테카를로 방법을 사용하여 액체금속냉각로의 임계 문제를 해결했다.

시카고에 있는 동안 메이어는 원자핵 껍질의 수학적 모형을 고안하여 1963년에 J. 한스 D. 옌젠, 유진 폴 위그너와 함께 노벨 물리학상을 받는 계기가 되었다. 그녀의 모형은 '엄청나게 많은 양성자와 중성자들이 원자핵에 존재하는데도 원자는 어떻게 그렇게 안정적일 수 있는가'에 대한 해답을 제시했다. 이 문제는 오랫동안 과학자들을 골치아프게 했던 문제였다. 그녀의 이론은 당시의 이론과 달리 핵자를 닫힌 껍질의 연속으로 보았고, 양성자와 중성자가 결합하여 스핀 궤도 결합 상태가 된다고 보았다. 마치 지구가 태양 주위를 공전하며 자전하는 것과 비슷한 상태이다.

같은 시기에 독일에서도 정확히 똑같은 것을 연구하던 학자들이 있었다. 이후 그들은 그들의 연구 결과를 발표했고, 그녀는 그들과 함께 일하고 싶어했다. 그들 중 하나인 J. 한스 D. 옌젠은 1950년에 그녀와 함께 ''원자핵 껍질 구조에 대한 기초적 이론''(Elementary Theory of Nuclear Shell Structure)이라는 책을 서술했다. 1963년, 그들 둘은 원자핵 껍질 구조에 관한 발견으로 노벨 물리학상을 받았다.

2. 4. 원자핵 껍질 모형과 노벨 물리학상

1946년 7월 1일 아르곤 국립 연구소가 창립되었을 때, 괴퍼트메이어는 시간제 이론 물리 분야 수석 연구원으로 일했다. 이 기간 동안 그녀는 원자핵 껍질의 수학적 모형을 고안하여 1963년에 J. 한스 D. 옌젠, 유진 폴 위그너와 함께 노벨 물리학상을 받는 계기가 되었다.[13][14]

그녀의 모형은 '엄청나게 많은 양성자와 중성자들이 원자핵에 존재하는데도 원자는 어떻게 그렇게 안정적일 수 있는가'에 대한 해답을 제시했다. 이 문제는 오랫동안 과학자들을 골치 아프게 했던 문제였다. 그녀의 이론은 당시의 이론과 달리 핵자를 닫힌 껍질의 연속으로 보았고, 양성자와 중성자가 결합하여 스핀 궤도 결합 상태가 된다고 보았다. 마치 지구가 태양 주위를 공전하며 자전하는 것과 비슷한 상태이다.

같은 시기에 독일에서도 오토 하켈, J. 한스 D. 옌젠, 한스 수스를 포함한 과학자들이 정확히 똑같은 것을 연구하고 있었고, 독립적으로 같은 결론에 도달했다. 이후 그들은 그들의 연구 결과를 발표했고, 그녀는 그들과 함께 일하고 싶어했다. 그들 중 하나인 J. 한스 D. 옌젠은 1950년에 그녀와 함께 ''원자핵 껍질 구조에 대한 기초적 이론''(Elementary Theory of Nuclear Shell Structure)이라는 책을 서술했다.[15][16] 1963년, 그들 둘은 원자핵 껍질 구조에 관한 발견으로 노벨 물리학상을 받았다.[18][19][20]

1963년 노벨상 시상식에 참석하는 마리아 괴퍼트 메이어와 구스타프 6세 아돌프 스웨덴 국왕

2. 5. 후기 생애와 사망

1960년 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 정교수로 임명되었다.[21] 부임 직후 뇌졸중을 앓았지만 몇 년 더 교수직을 유지했다.[21] 미국 예술 과학 아카데미와 미국 철학 학회 회원으로 선출되었고,[21] 1965년에는 미국 업적 아카데미의 골든 플레이트 상을 수상했다.[22] [23]

1972년 샌디에이고에서 몇 년간의 혼수상태 끝에 심장마비로 사망했다.[24] 그녀는 샌디에이고의 엘 카미노 메모리얼 파크에 안장되었다.[24]

사후, 미국 물리학회(APS)는 초기 경력의 젊은 여성 물리학자들을 기리기 위해 마리아 괴퍼트 메이어 상을 제정했다. 박사 학위를 소지한 모든 여성 물리학자가 지원할 수 있으며, 수상자는 상금과 함께 4개의 주요 기관에서 자신의 연구에 대한 초청 강연을 할 기회를 얻는다.[25] 2018년 12월, APS는 그녀의 업적을 기리는 의미로 아르곤 국립 연구소를 APS 역사 유적지로 지정했다.[26] 아르곤 국립 연구소는 매년 뛰어난 젊은 여성 과학자 또는 엔지니어에게 상을 수여하며,[27] 캘리포니아 대학교 샌디에이고는 매년 마리아 괴퍼트 메이어 심포지엄을 개최하여 여성 연구자들이 최신 과학에 대해 논의하는 자리를 마련한다.[28] 지름 약 35km의 금성의 괴퍼트-메이어 크레이터 또한 그녀의 이름을 따 명명되었다.[29] 1996년에는 미국 여성 명예의 전당에 헌액되었다.[30] 2011년에는 멜빈 캘빈, 아사 그레이, 세베로 오초아와 함께 미국 우표의 "미국 과학자" 시리즈 3차 발행에 포함되었다.[31] 그녀의 논문은 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 가이젤 도서관에 보관되어 있으며,[32] 대학의 물리학과는 그녀와 그녀의 남편의 이름을 딴 메이어 홀에 있다.[33]

3. 사망 이후

미국 물리학회(APS)는 초기 경력의 젊은 여성 물리학자들을 기리기 위해 마리아 괴퍼트 메이어 상을 제정했다. 박사 학위를 소지한 모든 여성 물리학자가 지원할 수 있으며, 수상자는 상금과 함께 4개의 주요 기관에서 자신의 연구에 대한 초청 강연을 할 기회를 얻는다.[25] 시카고 대학교와 캘리포니아 대학교 샌디에이고에서도 매년 훌륭한 여성 과학도나 공학도에게 수여하는 상과 심포지엄을 그녀의 이름을 따서 운영하고 있다.[28] 아르곤 국립 연구소는 매년 뛰어난 젊은 여성 과학자 또는 엔지니어에게 상을 수여한다.[27] 2018년 12월, APS는 아르곤 국립 연구소를 APS 역사 유적지로 지정했다.[26]

금성에는 그녀의 이름을 딴 괴퍼트-메이어 크레이터(직경 35km)가 있다.[29] 1996년, 그녀는 미국 여성 명예의 전당에 헌액되었다.[30] 2011년, 그녀는 멜빈 캘빈, 아사 그레이, 세베로 오초아와 함께 미국 우표의 "미국 과학자" 시리즈 3차 발행에 포함되었다.[31] 그녀의 논문은 캘리포니아 대학교 샌디에이고의 가이젤 도서관에 보관되어 있으며,[32] 이 대학의 물리학과는 그녀와 그녀의 남편의 이름을 딴 메이어 홀에 있다.[33]

참조

[1] 논문 Über Elementarakte mit zwei Quantensprüngen
[2] 논문 Elementary processes with two quantum transitions 2009-08-11
[3] 논문 Two-photon excitation in CaF2:Eu2+
[4] 웹사이트 Two-Photon Absorption Measurements: Establishing Reference Standards. http://www.dtic.mil/[...] Australian National University 2007-06-08
[5] 웹사이트 Maria Goeppert-Mayer http://www.epigenesy[...] EpiGeneSys
[6] 논문 Maria Goeppert Mayer 1972-05-01
[7] 뉴스 Last woman to win Nobel Prize in physics referred to as 'San Diego mother' in news coverage http://www.sandiegou[...] 2018-10-02
[8] 웹사이트 Research Profile – Maria Goeppert Mayer https://www.mediathe[...] Lindau Nobel Laureate Meetings 2015-06-10
[9] 논문 Calculations of the Lower Excited Levels of Benzene 1938-01-01
[10] 서적 Nobel Prize Women in Science: Their Lives, Struggles, and Momentous Discoveries Joseph Henry Press
[11] 웹사이트 APS Fellow Archive https://www.aps.org/[...]
[12] 논문
[13] 논문 Nuclear configurations in the spin-orbit coupling model. I. Empirical Evidence 1950-04-01
[14] 논문 Nuclear Configurations in the Spin-Orbit Coupling Model. II. Theoretical Considerations 1950-04-01
[15] 논문 On the "Magic Numbers" in Nuclear Structure 1949-06-01
[16] 논문 On Closed Shells in Nuclei. II 1949-06-01
[17] 웹사이트 Maria Goeppert Mayer http://www.nasonline[...]
[18] 웹사이트 Maria Goeppert Mayer – facts https://www.nobelpri[...] Nobel Prize Outreach
[19] 웹사이트 The Nobel Prize in Physics 1963 https://www.nobelpri[...] Nobel Prize Outreach
[20] Youtube A nuclear physics primer
[21] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...]
[22] 웹사이트 Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement https://achievement.[...] American Academy of Achievement
[23] 웹사이트 Book of Members, 1780–2010: Chapter M http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences
[24] 웹사이트 Maria Goeppert-Mayer http://www.nndb.com/[...] Soylent Communications
[25] 웹사이트 Maria Goeppert Mayer Award http://www.aps.org/p[...] American Physical Society
[26] 웹사이트 Argonne National Laboratory Named APS Historic Site https://www.aps.org/[...]
[27] 웹사이트 Maria Goeppert Mayer is role model for women scientists http://www.ne.anl.go[...] Argonne National Laboratory
[28] 웹사이트 A Tradition Flowers: The Maria Goeppert Mayer Interdisciplinary Symposium at SDSC http://www.sdsc.edu/[...] San Diego Supercomputer Center
[29] 웹사이트 Space Images: Venus – Stereo Image Pair of Crater Goeppert Mayer http://www.jpl.nasa.[...] Jet Propulsion Laboratory
[30] 웹사이트 National Women's Hall of Fame, Maria Goeppert Mayer https://www.womenoft[...]
[31] 웹사이트 American Scientists http://www.uspsstamp[...] US Postal Service
[32] 웹사이트 Register of Maria Goeppert Mayer Papers http://libraries.ucs[...] University of California, San Diego
[33] 웹사이트 Mayer Hall https://facilities.u[...] University of California, San Diego 2016-01-07


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