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아서 콤프턴

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목차

1. 개요

아서 콤프턴은 미국의 물리학자이자, 1927년 콤프턴 효과 발견으로 노벨 물리학상을 수상했다. 그는 1892년 오하이오주 우스터에서 태어나 우스터 대학교에서 학위를 받았고, 프린스턴 대학교에서 박사 학위를 취득했다. 콤프턴은 X선 산란 연구를 통해 X선 파장이 증가하는 현상을 발견, 전자기 복사의 입자 개념을 증명했다. 그는 맨해튼 계획에 참여하여 원자폭탄 개발에 기여했으며, 세인트루이스 워싱턴 대학교 총장을 역임했다. 콤프턴은 자유 의지를 옹호하는 철학적 견해를 제시하기도 했다.

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아서 콤프턴 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
1927년 콤프턴
출생 이름Arthur Holly Compton
출생일1892년 9월 10일
출생지미국 오하이오주 우스터
사망일1962년 3월 15일
사망지미국 캘리포니아주 버클리
국적미국
배우자Betty Charity McCloskey (1916년 결혼)
자녀Arthur Alan
John
서명
학력
모교우스터 대학 (BSc)
프린스턴 대학교 (MA, PhD)
박사 지도 교수Hereward L. Cooke
박사 과정 학생루이스 월터 알바레즈
Winston H. Bostick
Piara Singh Gill
Robert S. Shankland
Joyce C. Stearns
Wu Youxun
경력
근무 기관펀자브 대학교
세인트루이스 워싱턴 대학교
시카고 대학교
미네소타 대학교
연구 분야 및 업적
분야물리학
주요 업적콤프턴 효과
콤프턴 생성기
콤프턴 파장
콤프턴-게팅 효과
수상
수상 내역노벨 물리학상 (1927년)
마테우치 메달 (1930년)
휴즈 메달 (1940년)
프랭클린 메달 (1940년)
Medal for Merit (1946년)

2. 생애

아서 콤프턴은 1892년 오하이오주 우스터에서 엘리아스와 오틸리아 캐서린 콤프턴 사이에서 태어났다.[1][2] 그의 가족은 학구적인 집안이었는데, 아버지 엘리아스는 콤프턴이 다녔던 우스터 대학교(후에 우스터 칼리지(College of Wooster)로 변경)의 학장이었다.[53] 콤프턴의 형제들 역시 학문적으로 뛰어났다. 콤프턴 3형제는 모두 프린스턴 대학교에서 박사 학위를 취득했으며, 훗날 미국의 대학교 총장직을 동시에 역임하기도 했다.[53]

콤프턴의 가족사항은 다음과 같다.

콤프턴의 가족
관계이름직업비고
아버지엘리아스 콤프턴우스터 대학교 학장
어머니오틸리아 캐서린 콤프턴1939년 미국의 어머니상 수상[1]
첫째 형칼 콤프턴매사추세츠 공과대학교 총장프린스턴 대학교 물리학 박사, 알파 타우 오메가(Alpha Tau Omega) 회원[3]
둘째 형윌슨 콤프턴워싱턴 주립대학교 총장프린스턴 대학교 경제학 박사, 알파 타우 오메가(Alpha Tau Omega) 회원[3]
여동생메리 콤프턴선교사 C. 허버트 라이스와 결혼, 포먼 크리스천 대학(Forman Christian College) 교장 부인[2]



1913년경, 콤프턴은 지구의 자전을 증명하는 방법을 고안했으며,[4] 1918년에는 X선 산란에 대한 연구를 시작했다.[53] 1922년, 콤프턴은 자유전자에 의해 방사되는 에너지의 산란 때문에 X선 파장이 증가하는 현상을 발견했다. 이 현상은 "콤프턴 효과" 또는 "콤프턴 산란"으로 알려져 있으며, 전자기 복사의 입자 개념을 증명하는 중요한 발견이었다. 이 공로로 콤프턴은 1927년 노벨 물리학상을 수상하게 된다.[53]

1919년 콤프턴은 국립연구위원회 펠로우쉽 자격으로 케임브리지 대학교 캐번디시 연구소(Cavendish Laboratory)에서 유학하며, 감마선 산란과 흡수 연구를 계속했다.[5]

1926년부터 1927년까지 구겐하임 펠로우로 펀자브 대학교(University of the Punjab) 화학과에서 강의했다.[6][7]

아서 콤프턴(왼쪽)과 베르너 하이젠베르크(오른쪽) (1929년 시카고)

2. 1. 어린 시절과 교육

아서 콤프턴은 1892년 오하이오주 우스터에서 태어났다. 아버지 엘리아스 콤프턴은 아서가 다녔던 우스터 대학교(이후 우스터 칼리지로 변경)의 학장이었다. 콤프턴의 형제들 또한 학문적으로 뛰어났다. 첫째 형 칼 콤프턴은 우스터 대학교를 졸업하고 프린스턴 대학교에서 물리학 박사 학위를 받은 후 매사추세츠 공과대학교 총장을 역임했다. 둘째 형 윌슨 콤프턴 역시 우스터 대학교와 프린스턴 대학교에서 박사 학위를 받고 워싱턴 주립대학교 총장을 지냈다.[53] 세 형제는 모두 알파 타우 오메가(Alpha Tau Omega) 회원이었다.[32]

콤프턴은 어릴 적부터 과학에 대한 남다른 관심을 보였다. 1910년에는 핼리 혜성을 촬영할 정도로 천문학에 관심이 많았으며,[4] 1913년에는 원형 관 속 물의 운동을 통해 지구의 자전을 증명하는 실험 장치(현재 콤프턴 제너레이터로 알려짐)를 고안했다.[4] 같은 해, 콤프턴은 우스터 대학교에서 이학사 학위를 받고 프린스턴 대학교에 진학하여 1914년 문학 석사 학위를 취득했다.[11] 이후 헤어워드 L. 쿡 교수의 지도 하에 "X선 반사의 강도와 원자 내 전자의 분포"라는 논문으로 1916년 물리학 박사 학위를 받았다.[5]

1916년, 콤프턴은 우스터 대학교 동창인 베티 캐리티 맥클로스키와 결혼하여 두 아들, 아서 앨런 콤프턴과 존 조셉 콤프턴(John Joseph Compton)을 두었다.[2]

박사 학위 취득 후, 콤프턴은 미네소타 대학교 물리학 강사(1916-1917)로 재직했고,[5] 웨스팅하우스 램프 회사 연구 엔지니어(1917-1919)로 근무하며 나트륨등 개발에 참여했다. 제1차 세계 대전 중에는 통신병과에서 항공기 계측기 개발에 참여하기도 했다.[5]

1919년, 콤프턴은 국립연구위원회 펠로우십을 받아 케임브리지 대학교 캐번디시 연구소(Cavendish Laboratory)에서 유학하며 조지 패짓 톰슨(George Paget Thomson)과 함께 감마선의 산란과 흡수를 연구했다. 그는 이 과정에서 산란된 광선이 원래 광원보다 더 쉽게 흡수된다는 사실을 발견했다.[5] 콤프턴은 캐번디시 연구소의 과학자들, 특히 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford), 찰스 갤턴 다윈(Charles Galton Darwin), 아서 에딩턴(Arthur Eddington)에게 깊은 인상을 받았으며, 훗날 둘째 아들의 이름을 J. J. 톰슨의 이름을 따서 지었다.[5]

콤프턴은 독실한 침례교 신자였으며, "과학은 인간을 자녀로 여기는 신을 가정하는 종교와 논쟁할 수 없다"는 말을 남기기도 했다.[8]

2. 2. 초기 연구 활동

아서 콤프턴은 1892년 오하이오주 우스터에서 태어났으며, 학구적인 가정 환경에서 성장했다.[31] 아버지는 그가 다녔던 우스터 대학교의 학장이었고, 두 형들도 모두 이 대학을 졸업하고 각각 물리학자와 외교관, 대학교 총장이 되었다.[53] 삼형제는 모두 프린스턴 대학에서 박사 학위를 받았다.[53]

콤프턴은 1913년경 지구의 자전을 증명하는 방법을 고안했다.[33] 1918년부터는 X선 산란 연구를 시작하여, 1922년에는 자유전자에 의해 방사되는 에너지의 산란으로 인해 X선 파장이 증가하는 현상을 발견했다. 이 현상은 "콤프턴 효과" 또는 "콤프턴 산란"으로 알려져 있으며, 전자기 복사의 입자 개념을 증명하는 중요한 발견이었다. 이 공로로 콤프턴은 1927년 노벨 물리학상을 수상했다.[53]

콤프턴은 알프레도 사이먼과 함께 각각의 산란된 X선 광자와 전자를 관찰하는 방법을 개발했다.[53] 독일의 발터 보테와 한스 가이거도 유사한 방법을 독자적으로 개발했다.[53]

1910년에는 핼리 혜성을 촬영할 정도로 천문학에 관심이 많았다. 1913년 우스터 대학교를 졸업하고 이학사 학위를 받았으며, 프린스턴 대학교에서 1914년 문학석사 학위를, 1916년에는 “X선 반사의 강도 및 원자 내 전자 분포”라는 논문으로 물리학 박사 학위를 받았다.[34][38]

박사 학위 취득 후, 콤프턴은 미네소타 대학교 물리학 전임 강사(1916년-1917년), 피츠버그 웨스팅하우스 램프 컴퍼니 연구 엔지니어(1917년-1919년)로 일하며 나트륨 램프 개발에 참여했다. 제1차 세계 대전 중에는 신호 부대를 위한 항공 계기 개발에도 참여했다.

1919년에는 전미 연구 평의회 펠로십을 받아 영국 캠브리지 대학교 캐번디시 연구소에서 조지 패짓 톰슨과 함께 감마선의 산란과 흡수를 연구했다. 그는 캐번디시 연구소의 과학자들에게 큰 영향을 받았으며, 특히 어니스트 러더퍼드, 찰스 갈턴 다윈, 아서 에딩턴을 존경하여 둘째 아들의 이름을 J. J. 톰슨의 이름을 따서 지었다.

콤프턴은 한동안 침례교회 집사로 활동했으며, "과학은 인류를 자녀로 여기는 신을 가정하는 종교와 논쟁할 수 없다"라고 말했다.[35]

3. 콤프턴 효과

1918년 아서 콤프턴은 X선 산란에 대한 연구를 시작했다.[53] 1922년 자유전자에 의해 산란된 X선의 파장이 방사 에너지의 산란 때문에 증가하는 것을 발견했다. 이 산란된 X선은 원래 X선보다 적은 에너지를 갖는다. "콤프턴 효과" 또는 "콤프턴 산란"으로 알려진 이 발견은 전자기 복사의 입자 개념을 증명하였고, 이 공로로 1927년 콤프턴은 노벨 물리학상을 수상하게 된다.[9]

3. 1. 발견과 의의

1918년 아서 콤프턴은 X선 산란에 대한 연구를 시작했다.[53] 1922년에는 자유전자에 의해 산란된 X선 양자가 입사 X선보다 더 긴 파장을 가지며, 플랑크 관계식에 따라 에너지가 더 적다는 것을 발견했다. 이때 남은 에너지는 전자로 전달되었다.[9] "콤프턴 효과" 또는 "콤프턴 산란"으로 알려진 이 발견은 전자기 복사의 입자 개념을 증명했다.[9][11]

1923년, 콤프턴은 ''피지컬 리뷰''에 광자에 입자와 같은 운동량을 부여함으로써 X선의 이동을 설명하는 논문을 발표했다. 이는 아인슈타인이 1905년 노벨 물리학상 수상 업적인 광전 효과에 대한 설명에서 사용한 개념이다. 그의 논문에서 콤프턴은 각 산란된 X선 광자가 단 하나의 전자와만 상호 작용한다고 가정하여 파장 변화와 X선의 산란 각도 사이의 수학적 관계를 유도했다. 그 관계식은 다음과 같다.[9]

:\lambda' - \lambda = \frac{h}{m_e c}(1-\cos{\theta}),

여기서

:\lambda는 초기 파장,

:\lambda'는 산란 후 파장,

:h는 플랑크 상수,

:m_e는 전자의 정지 질량,

:c는 광속,

:\theta는 산란 각도이다.[36]

\frac{h}{m_e c}의 양은 전자의 콤프턴 파장으로 알려져 있으며, 과 같다. 파장 변화 \lambda' - \lambda는 0 (\theta = 0^\circ)에서 전자의 콤프턴 파장의 두 배 (\theta = 180^\circ) 사이에 있다.[10] 그는 일부 X선은 큰 각도로 산란되었음에도 불구하고 파장 변화가 없다는 것을 발견했는데, 이러한 경우 광자는 전자를 방출하지 못했다. 따라서 변화의 크기는 전자의 콤프턴 파장과 관련이 없고, 원자 전체의 콤프턴 파장과 관련이 있는데, 이는 10,000배 이상 작을 수 있다.[9]

콤프턴은 "1923년 미국 물리학회 회의에서 제 결과를 발표했을 때, 제가 알고 있는 가장 격렬한 과학적 논쟁이 시작되었습니다."라고 회상했다.[9] 빛의 파동적 성질은 잘 증명되었고, 빛이 이중적인 성질을 가질 수 있다는 생각은 쉽게 받아들여지지 않았다. 특히 결정 격자에서의 회절은 파동적 성질을 참조하여서만 설명할 수 있다는 점이 중요했다. 이 업적으로 콤프턴은 1927년 노벨 물리학상을 수상했다.[9] 콤프턴과 알프레드 W. 사이먼은 개별적으로 산란된 X선 광자와 반동 전자를 동시에 관찰하는 방법을 개발했다. 독일에서는 발터 보테와 한스 가이거가 독자적으로 유사한 방법을 개발했다.[9]

3. 2. 상세 설명

아서 콤프턴은 1892년 오하이오주 우스터에서 태어났다. 그의 아버지, 형 칼, 둘째 형 윌슨 콤프턴은 모두 그가 다녔던 우스터 대학교(College of Wooster) 출신이다. 삼형제는 모두 프린스턴 대학에서 박사 학위를 받았다.[53]

1913년경, 콤프턴은 지구의 공전을 증명하는 방법을 고안했다. 1918년부터 X선 산란 연구를 시작하여, 1922년에는 자유전자에 의해 산란되는 방사 에너지 때문에 X선 파장이 증가하는 현상을 발견했다. 이 산란된 양은 원래 X선보다 적은 에너지를 가지는데, 이를 "콤프턴 효과" 또는 "콤프턴 산란"이라고 한다. 이 발견으로 전자기 복사의 입자 개념을 증명하여 1927년 노벨 물리학상을 수상했다.[9] 콤프턴은 아프레도 사이먼(Alfred W. Simon)과 함께 각각의 산란된 X선 광자와 전자를 관찰하는 방법을 개발했으며, 독일의 발터 보테와 한스 가이거도 유사한 방법을 독자적으로 개발했다.

1920년 콤프턴은 세인트루이스의 워싱턴 대학교 물리학과 교수 겸 학과장으로 임명되었다.[11] 1923년 ''피지컬 리뷰''에 발표한 논문에서, 콤프턴은 광자에 입자와 같은 운동량을 부여하여 X선의 이동을 설명했다. 이는 아인슈타인이 1905년 광전 효과를 설명하며 사용한 개념으로, 1900년 막스 플랑크가 처음 제안했다. 콤프턴은 논문에서 각 산란된 X선 광자가 단 하나의 전자와만 상호 작용한다고 가정하여 파장 변화와 X선의 산란 각도 사이의 수학적 관계를 유도했다.

그의 논문에서 제시된 공식은 다음과 같다.

:\lambda' - \lambda = \frac{h}{m_e c}(1-\cos{\theta}),

여기서

:\lambda는 초기 파장,

:\lambda'는 산란 후 파장,

:h는 플랑크 상수,

:m_e는 전자 정지 질량,

:c는 광속,

:\theta는 산란 각도이다.[9]

\frac{h}{m_e c}의 양은 전자의 콤프턴 파장으로 알려져 있으며, 값은 2.43×10-12 m 이다. 파장 변화 \lambda' - \lambda는 0 (\theta = 0^\circ일 때)에서 전자의 콤프턴 파장의 두 배 (\theta = 180^\circ일 때) 사이에 있다.[10] 그는 일부 X선은 큰 각도로 산란되었음에도 불구하고 파장 변화가 없다는 것을 발견했는데, 이는 광자가 전자를 방출하지 못했기 때문이다. 따라서 변화의 크기는 전자가 아닌 원자 전체의 콤프턴 파장과 관련이 있으며, 이는 10,000배 이상 작을 수 있다.[9]

콤프턴은 1923년 미국 물리학회 회의에서 자신의 결과를 발표했을 때, 자신이 알고 있는 가장 격렬한 과학적 논쟁이 시작되었다고 회상했다.[36] 빛의 파동성은 잘 알려져 있었지만, 빛이 이중적인 성질을 가질 수 있다는 생각은 쉽게 받아들여지지 않았다. 특히 결정 격자에서의 회절은 파동성을 통해서만 설명할 수 있다는 점이 중요했다.

4. X선 연구

1918년 콤프턴은 X선 산란에 대한 연구를 시작했다.[53] 1922년 콤프턴은 자유전자에 의해 방사되는 에너지의 산란 때문에 X선 파장이 증가하는 것을 발견했다. 이 산란된 양은 원래 X선이 갖고 있던 에너지보다 적은 에너지를 갖는다. "콤프턴 효과" 또는 "콤프턴 산란"이라고 알려진 이 발견은 전자기 복사의 입자 개념을 증명했고, 이 공로로 1927년 콤프턴은 노벨 물리학상을 수상하게 된다.[53] 콤프턴은 아프레도 사이먼(Alfred W. Simon)과 함께 각각의 산란된 X선 광자들과 전자들을 동시에 관찰하는 방법을 개발했다.[53] 독일에서, 발터 보테와 한스 가이거에 의해 유사한 방법이 독자적으로 개발되었다.[53]

1923년 콤프턴은 시카고 대학교로 자리를 옮겨 물리학 교수가 되었으며,[11] 22년간 이 자리를 유지했다. 1925년, 그는 주기율표(수소부터 황까지)의 처음 열여섯 원소에서 13만 볼트의 X선 산란이 편광되었다는 것을 실험적으로 증명했는데, 이는 J. J. 톰슨이 예측한 결과였다. 하버드 대학교의 윌리엄 듀안은 콤프턴 효과에 대한 콤프턴의 해석이 잘못되었다는 것을 증명하기 위해 노력했다. 듀안은 콤프턴의 주장을 반박하기 위한 일련의 실험을 수행했지만, 오히려 콤프턴이 옳다는 증거를 발견했다. 1924년 듀안은 콤프턴이 옳다는 것을 인정했다.[38]

콤프턴은 소금 속 나트륨과 염소 원자핵에 대한 X선의 효과를 조사했다. 그는 X선을 이용하여 강자성을 연구하여, 그것이 전자 스핀의 정렬 결과라는 결론을 내렸다.[39] 1926년 그는 제너럴 일렉트릭의 램프 부서 자문이 되었다. 1934년 그는 영국 옥스퍼드 대학교의 이스트먼 방문 교수로 돌아왔다. 그곳에 있는 동안 제너럴 일렉트릭은 그에게 웸블리(Wembley)에 있는 제너럴 일렉트릭 컴퍼니의 연구소 활동에 대한 보고서를 요청했다. 콤프턴은 형광등에 대한 그곳의 연구 가능성에 매료되었다. 그의 보고서는 미국에서 이를 개발하는 연구 프로그램을 촉진했다.[12]

1926년, 콤프턴의 첫 번째 저서인 "X선과 전자(X-Rays and Electrons)"가 출판되었다. 그는 이 책에서 X선 회절 패턴으로부터 회절 물질의 밀도를 계산하는 방법을 보여주었다. 그는 새뮤얼 K. 앨리슨의 도움을 받아 이 책을 개정하여 "이론과 실험에서의 X선(X-Rays in Theory and Experiment)"(1935년)을 만들었다. 이 저서는 향후 30년 동안 표준 참고 자료로 남았다.

5. 우주선 연구

1930년대 초, 콤프턴은 우주선에 관심을 갖게 되었다. 당시 우주선의 존재는 알려져 있었지만, 그 기원과 본질은 여전히 추측의 영역이었다. 압축된 공기나 아르곤 가스가 들어있는 구형 "폭탄"을 사용하여 전기 전도도를 측정함으로써 우주선의 존재를 감지할 수 있었다. 유럽, 인도, 멕시코, 페루, 호주로의 여행을 통해 콤프턴은 서로 다른 고도와 위도에서 우주선을 측정할 기회를 얻었다. 전 세계의 다른 연구팀들과 함께 수행한 관측 결과, 우주선은 적도보다 극지방에서 15% 더 강한 것으로 나타났다. 콤프턴은 이를 로버트 밀리컨이 제안했던 광자가 아닌, 주로 하전 입자로 구성된 우주선의 효과로 설명하였고, 위도 효과는 지구 자기장 때문이라고 결론지었다.[1]

6. 맨해튼 계획

아서 콤프턴은 맨해튼 계획에서 중추적인 역할을 수행했다. 1941년, 국방연구위원회(NDRC) 우라늄 위원회 위원장을 맡아 핵무기 개발 가능성을 연구했다. 그의 보고서는 우라늄-235와 플루토늄을 이용한 핵무기 개발의 실현 가능성을 제시하며, 미국의 핵무기 개발에 중요한 이정표가 되었다.

시카고 대학교의 금속공학 연구소를 이끌며 플루토늄 생산 관련 연구를 주도했다. 그의 지도 아래, 세계 최초의 핵반응로인 시카고 파일 1호가 건설되어 1942년 12월 2일에 임계점에 도달, 제어된 핵 연쇄 반응을 실증했다. 또한, 테네시주 오크리지에 플루토늄 생산 시설을 건설하는 데에도 핵심적인 역할을 수행했다.

6. 1. 참여와 역할

아서 콤프턴의 핸포드 부지 신분증. 보안상의 이유로 가명을 사용했다.


1941년 4월, 전시 국방연구위원회(NDRC) 위원장 바네바 부시는 콤프턴이 이끄는 특별 위원회를 구성하여 NDRC 우라늄 프로그램에 대한 보고서를 작성하도록 했다. 1941년 5월에 제출된 콤프턴의 보고서는 방사능 무기, 선박용 핵추진, 우라늄-235 또는 새롭게 발견된 플루토늄을 이용한 핵무기 개발 가능성을 예측했다.[13]

10월에 콤프턴은 원자폭탄의 실현 가능성에 대한 또 다른 보고서를 작성했다. 이 보고서를 위해 엔리코 페르미와 우라늄-235의 임계 질량을 계산하여 20kg에서 2ton 사이로 추정했다. 해럴드 유리와 우라늄 농축 가능성을 논의하고, 유진 위그너와 핵반응로에서 플루토늄 생산 방법을, 로버트 서버와 반응로에서 생산된 플루토늄을 우라늄에서 분리하는 방법을 논의했다. 11월 보고서에서 폭탄이 실현 가능하다고 명시했지만, 파괴력에 대한 견해는 마크 올리펀트와 영국 동료들보다 보수적이었다.

콤프턴의 11월 보고서 최종 초안에는 플루토늄 사용에 대한 언급이 없었지만, 어니스트 로렌스와 최신 연구를 논의한 후 플루토늄 폭탄도 실현 가능하다고 확신했다. 12월에 콤프턴은 플루토늄 프로젝트 책임자가 되었다. 그는 1943년 1월까지 제어된 연쇄 반응을 달성하고 1945년 1월까지 폭탄을 완성하고자 했다. 이를 위해 컬럼비아 대학교, 프린스턴 대학교, 캘리포니아 대학교 버클리의 플루토늄 및 핵반응로 설계 연구팀을 시카고 금속학 연구소에 집중시켰다. 목표는 우라늄을 플루토늄으로 전환하는 반응로를 생산하고, 플루토늄을 우라늄에서 화학적으로 분리하는 방법을 찾으며, 원자폭탄을 설계 및 제작하는 것이었다.

1942년 6월, 미국 육군 공병대가 핵무기 프로그램을 장악하면서 콤프턴의 금속학 연구소는 맨해튼 계획의 일부가 되었다. 같은 달 콤프턴은 로버트 오펜하이머에게 폭탄 설계 책임을 맡겼다. 금속학 연구소 과학자들이 고안한 다양한 유형의 반응로 설계 중 어떤 것을 추진해야 할지는 콤프턴의 몫이었다.

아르곤 숲 보호구역의 금속학 연구소 새 건물 건설이 노동 분쟁으로 지연되자, 콤프턴은 스태그 필드 관중석 아래에 최초의 핵반응로인 시카고 파일 1을 건설하기로 결정했다. 페르미의 지휘 아래 1942년 12월 2일에 임계 상태에 도달했다. 콤프턴은 말린크로트가 우라늄 광석 정제를 맡도록 했고, 듀폰과 함께 테네시주 오크리지에 플루토늄 반제품 공장을 건설했다.

1943년 7월, 에밀리오 세그레 연구팀이 오크리지 X-10 흑연 반응로에서 생성된 플루토늄에 플루토늄-240이 많이 포함되어 있음을 확인하면서 플루토늄 프로그램에 큰 위기가 발생했다. 자발 핵분열 때문에 총형 핵무기에는 플루토늄을 사용할 수 없었다. 오펜하이머의 로스앨러모스 연구소는 내파형 핵무기를 설계 및 제작하여 이 문제에 대처했다.

시카고에 있는 콤프턴의 집, 현재 국가 사적지


콤프턴은 1944년 9월 핸포드 부지에서 최초의 반응로가 가동되는 것을 지켜보았다. 1944년 11월 핸포드의 B 반응로에 최초의 우라늄 슬러그 배치가 투입되었고, 1945년 2월 로스앨러모스로 플루토늄 운송이 시작되었다. 전쟁 내내 콤프턴은 저명한 과학 고문이자 관리자로 남았다. 1945년 로렌스, 오펜하이머, 페르미와 함께 일본에 대한 원자폭탄의 군사적 사용을 권고한 과학 패널에서 활동했다. 맨해튼 계획에 대한 공로로 공로훈장을 받았다.

6. 2. 일본에 대한 원자폭탄 사용 권고

1941년 4월, 전시 중 미국 국방연구위원회(NDRC) 위원장인 바네바르 부시는 NDRC의 우라늄 계획에 대한 보고를 위해 콤프턴이 위원장을 맡은 특별 위원회를 설립했다. 1945년, 콤프턴은 어니스트 로렌스, 로버트 오펜하이머, 엔리코 페르미와 함께 일본에 대한 원자폭탄의 군사적 사용을 권고하는 과학 패널에 참여했다.[40]

7. 세인트루이스 워싱턴 대학교 총장 재임

콤프턴은 시카고 대학교의 찰스 H. 스위프트 명예 석좌 물리학 교수직을 사임하고 세인트루이스 워싱턴 대학교로 돌아와 1946년 이 대학교의 9대 총장으로 취임했다.[14] 콤프턴의 총장 재임 기간 동안, 워싱턴 대학교는 1952년 공식적으로 학부 과정에서 인종 차별을 폐지했고, 최초의 여성 정교수를 임명했으며, 전쟁에서 돌아온 참전 용사들의 입학으로 학생 수가 기록적인 수치를 기록했다. 그는 명성과 전국 과학계의 인맥을 통해 많은 국내외적으로 유명한 과학 연구자들을 대학교에 영입할 수 있었다. 이러한 업적에도 불구하고, 콤프턴은 당시 그리고 이후 역사가들에 의해 완전한 인종 통합을 향해 너무 느리게 움직였다는 비판을 받았으며, 워싱턴 대학교는 세인트루이스에서 흑인들에게 문호를 개방한 마지막 주요 고등 교육 기관이 되었다.[14]

8. 철학과 종교

콤프턴은 자유 의지를 2단계 모델로 제시한 소수의 과학자이자 철학자 중 한 명이었다. 윌리엄 제임스, 앙리 푸앵카레, 칼 포퍼, 헨리 마르게나우, 다니엘 데닛 등이 여기에 포함된다.[15] 1931년, 콤프턴은 양자 불확정성에 기반한 인간의 자유 개념을 옹호하였고, 미시적 양자 사건의 증폭이라는 개념을 고안하여 우연성을 거시 세계로 가져왔다. 그는 자신의 다소 기이한 메커니즘에서 증폭기에 다이너마이트를 부착하는 것을 상상하여 1935년에 발표된 슈뢰딩거의 고양이 역설을 예상했다.[16]

그의 아이디어가 우연을 사람들의 행동의 직접적인 원인으로 만들었다는 비판에 대해, 콤프턴은 1955년 ''애틀랜틱 먼슬리'' 기사에서 그의 아이디어의 두 단계적 성격을 명확히 했다. 첫째, 무작위적인 가능한 사건들의 범위가 있고, 그다음 선택 행위에서 결정적인 요소가 추가된다고 설명했다.

콤프턴은 장로교 신자였다.[17] 그의 아버지 엘리아스는 안수받은 장로교 목사였다.[17] 콤프턴은 1934년에서 1935년 사이에 예일대학교, 서부 신학교, 미시간 대학교에서 "하나님의 세상에서 인간의 위치"라는 강의를 했다.[17] 이 강의들은 그의 책 ''인간의 자유(The Freedom of Man)''의 기초를 이루었다. 그의 "죽음, 아니면 영생?"이라는 장에서는 그리스도교적 불멸성을 주장하고 성경 구절들을 인용했다.[17][18] 1948년부터 1962년까지 콤프턴은 세인트루이스의 제2 장로교회의 장로였다.[17] 그의 말년에 그는 ''영원 속에서 인간의 운명(Man's Destiny in Eternity)''이라는 책을 공동 집필했다. 콤프턴은 하나님의 영원한 계획의 중심에 예수를 두었다.[17] 그는 한때 세상에서 일하는 예수의 영을 남자와 여자 속에 살아 있는 하나님의 한 모습으로 볼 수 있다고 말했다.[17]

9. 죽음과 유산

콤프턴은 1962년 3월 15일, 캘리포니아주 버클리에서 뇌출혈로 사망했다. 그는 아내(1980년 사망)와 아들들을 남기고 세상을 떠났으며, 오하이오주 우스터의 우스터 묘지에 묻혔다.[19] 사망 전, 그는 1962년 봄 캘리포니아 대학교 버클리의 객원 교수였다.[19]

콤프턴은 생전에 노벨 물리학상(1927년), 마테우치 금메달(1930년), 왕립학회의 휴즈 메달, 프랭클린 연구소의 프랭클린 메달(1940년) 등 많은 상을 받았다.[53] 그는 여러 가지 방법으로 기념되고 있다.


  • 달의 콤프턴 크레이터는 콤프턴과 그의 형제 카를을 기념하여 공동으로 명명되었다.[23]
  • 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교의 물리학 연구 건물은 그의 이름을 따서 명명되었다.[24]
  • 수학, 물리학 또는 행성 과학을 공부하는 학부생들을 위한 대학 최고의 장학금도 그의 이름을 따서 명명되었다.[25]
  • 콤프턴은 "홀리 혹(Holly hump)"이라고 불리는 더 부드럽고 길고 경사가 완만한 과속 방지턱을 발명했는데, 이 중 많은 수가 워싱턴 대학교 캠퍼스의 도로에 있다.[26]
  • 시카고 대학교는 아서 H. 콤프턴 하우스를 그의 이름으로 헌정하여 콤프턴과 그의 업적을 기념했다.[27] 현재 이 건물은 국립사적지로 등재되어 있다.[28]
  • 콤프턴은 세인트루이스 명예의 거리에 별을 가지고 있다.[29]
  • NASA의 컴프턴 감마선 관측선은 콤프턴을 기념하여 명명되었다. 콤프턴 효과는 관측선에 탑재된 감마선 검출 장치의 중심이다.[30]

컴프턴 감마선 관측선은 1991년 지구 궤도에 발사되었다.

10. 저서

연도제목출판사비고
1926년X-Rays and Electrons: An Outline of Recent X-Ray TheoryD. Van Nostrand Company, Inc
1935년X-Rays in Theory and ExperimentD. Van Nostrand Company, Inc.S. K. 앨리슨과 공저
1935년인간의 자유예일대학교 출판부
1940년과학의 인간적 의미노스캐롤라이나대학교 출판부
1949년영원 속의 인간의 운명Beacon Press
1956년원자력 탐구옥스퍼드 대학교 출판부
1967년아서 홀리 콤프턴의 우주Alfred A. Knopf마조리 존스턴 편집
1973년아서 홀리 콤프턴의 과학 논문시카고 대학교 출판부로버트 S. 섐클랜드 편집


참조

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[2] GAMEO 2012-02-00
[3] 웹사이트 The Official History of the Beta Beta Chapter of the Alpha Tau Omega Fraternity https://web.archive.[...] Alpha Tau Fraternity 2013-08-10
[4] 논문 A Laboratory Method of Demonstrating the Earth's Rotation https://zenodo.org/r[...] 1913-05-23
[5] 웹사이트 Arthur Holly Compton (1892–1962) https://web.archive.[...] University of Notre Dame 2013-07-24
[6] 웹사이트 University of the Punjab – Science http://pu.edu.pk/hom[...] 2023-08-29
[7] 웹사이트 Nobel Laureates from Lahore http://www.dawn.com/[...] 2023-08-29
[8] 뉴스 Science: Cosmic Clearance https://web.archive.[...] 1936-01-13
[9] 논문 A Quantum Theory of the Scattering of X-Rays by Light Elements 1923-05-00
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[11] 웹사이트 Arthur H. Compton – Biography https://www.nobelpri[...] Nobel Foundation 2013-03-19
[12] 웹사이트 Eastman Professorship http://www.americanr[...] The Association of American Rhodes Scholars 2013-07-26
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[15] 웹사이트 Two-Stage Models for Free Will http://www.informati[...] The Information Philosopher 2013-07-27
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