클리퍼드 슐
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1. 개요
클리퍼드 슐은 중성자 산란 기술 개발에 기여한 미국의 물리학자이다. 1994년 버트럼 브록하우스와 함께 중성자 산란 기술 개발로 노벨 물리학상을 수상했다. 슐은 펜실베이니아 주 피츠버그에서 태어나 카네기 멜런 대학교에서 학사 학위를, 뉴욕 대학교에서 박사 학위를 받았다. 오크리지 국립 연구소에서 어니스트 O. 월런과 함께 중성자 산란 연구를 시작하여 물질의 원자 구조를 연구했으며, 특히 수소 원자의 위치를 파악하는 데 기여했다. 1955년 매사추세츠 공과대학교(MIT)에 합류하여 1986년 은퇴할 때까지 재직했다. 슐은 1956년 미국 물리학회 버클리 상, 미국 예술 과학 아카데미 및 미국 국립 과학 아카데미 회원, 1993년 스웨덴 왕립 과학 아카데미 그레고리 아미노프 상 등을 수상했다.
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| 클리퍼드 슐 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 이름 | 클리퍼드 셜 |
| 출생일 | 1915년 9월 23일 |
| 출생지 | 펜실베이니아주피츠버그 |
| 사망일 | 2001년 3월 31일 (향년 85세) |
| 사망지 | 매사추세츠주메드포드 |
| 국적 | 미국 |
| 학력 | |
| 모교 | 카네기 멜런 대학교 뉴욕 대학교 |
| 박사 지도교수 | 리처드 T. 콕스 |
| 경력 | |
| 직업 | 물리학자 |
| 근무 기관 | 매사추세츠 공과대학교 오크리지 국립연구소 텍사코 |
| 연구 분야 | |
| 분야 | 물리학 |
| 주요 업적 | 중성자 산란 |
| 수상 | |
| 수상 내역 | 올리버 E. 버클리 응축 물질 물리학상 (1956년) 그레고리 아미노프상 (1993년) 노벨 물리학상 (1994년) |
2. 생애
펜실베이니아 주 피츠버그에서 태어났다. 피츠버그의 셴리 고등학교를 다녔고, 카네기 공과대학교에서 학사 학위를, 뉴욕 대학교에서 박사 학위를 받았다. 제2차 세계 대전 기간 동안에는 뉴욕 비콘에 있는 텍사스 컴퍼니에서 근무했다.
클리퍼드 슐은 중성자 산란 기술 개발과 응집 물질 연구에 크게 기여한 물리학자이다. 그는 특히 중성자를 이용하여 물질 내부의 원자 구조를 밝히는 중성자 산란 기술을 개척한 공로로 잘 알려져 있다. 이 기술은 중성자 빔이 물질 내 원자에 부딪혀 산란되는 패턴을 분석하여 원자의 위치와 배열을 알아내는 방법으로, 물질의 근본적인 특성을 이해하는 데 중요한 역할을 했다.[1]
전후인 1946년부터 오크리지 국립 연구소(당시 클린턴 연구소)에서 연구를 수행했다. 이곳에서 어니스트 O. 월런과 함께 원자로에서 나온 중성자를 단색으로 만들어 시료에 조사하고, 산란된 중성자 빔의 강도 분포를 측정하여 원자의 종류와 결정 구조를 결정하는 기술을 개발했다. 중성자는 전하를 띠지 않기 때문에 투과력이 높고 물질 내부의 정보를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
1955년 MIT 교수로 부임하여 1986년 은퇴할 때까지 재직했다. 그는 2001년 3월 31일, 85세의 나이로 사망했다.
3. 연구 업적
슐은 1946년부터 오크리지 국립 연구소에서 어니스트 윌란과 함께 선구적인 연구를 시작했으며, 이후 9년간 원자로에서 생성된 중성자를 활용하여 물질의 원자 구조를 탐구하는 방법을 개발했다. 그의 연구는 특히 다른 기술로는 관찰하기 어려웠던 수소 원자의 위치를 파악하거나 자기적 성질을 가진 물질의 구조를 분석하는 데 중요한 돌파구를 마련했다.[1] 이러한 연구 업적을 인정받아 1994년 캐나다의 버트럼 브록하우스와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[2][1]
1955년부터는 MIT에서 교수로 재직하며 연구와 교육에 힘썼고, 1986년 은퇴 후에도 연구 활동에 지속적인 관심을 보였다.[1] 그의 연구는 현대 재료 과학, 물리학, 화학 등 다양한 분야의 발전에 기초를 제공했으며, 많은 연구자들에게 영향을 주었다. 로드아일랜드 대학교의 앤서니 누네스 교수는 슐을 "미국 중성자 산란의 아버지"라고 평가하기도 했다.[1]
3. 1. 중성자 산란 기술 개발
클리퍼드 슐은 캐나다의 버트럼 브록하우스와 함께 중성자 산란 기술을 개발한 공로로 1994년 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[2][1] 그는 또한 응집물질물리학 연구도 수행했다. 슐 교수는 마치 어둠 속에서 총알이 튕겨 나가는 것을 보고 장애물의 위치를 파악하는 것처럼, 중성자 산란 기술을 개척하여 물질 내부 원자의 위치를 알아내는 데 기여한 공로를 인정받았다.
중성자 빔을 특정 물질에 쏘면, 중성자는 그 물질의 원자에 부딪혀 반사되거나 산란된다. 이때 중성자가 부딪히는 원자의 위치에 따라 중성자의 진행 방향이 바뀌는데, 이를 통해 원자들의 위치 배열에 따른 회절 패턴을 얻을 수 있다. 물질 내 원자의 위치와 원자 간의 상호 작용을 파악하는 것은 그 물질의 특성을 이해하는 데 핵심적인 역할을 한다. 슐 교수는 노벨상 발표 당시 "이를 통해 우리는 더 나은 창유리, 더 나은 반도체, 더 나은 마이크를 만드는 방법을 생각할 수 있다. 이 모든 것은 작동 원리의 기본 과학을 이해하는 것에서 시작된다"고 말했다.
슐은 1946년 당시 클린턴 연구소였던 오크리지 국립 연구소에서 선구적인 연구를 시작했다. 그는 당시 "오크리지의 과학자들은 전쟁 중 오크리지 및 맨해튼 프로젝트와 관련된 다른 장소에서 개발된 정보와 기술을 진정한 과학적 목적으로 사용하고자 하는 열망이 컸다"고 회고했다. 슐은 어니스트 O. 윌란과 팀을 이루어 이후 9년 동안 원자로에서 생성된 중성자를 사용하여 물질의 원자 구조를 탐구하는 방법을 연구했다. 특히, 원자로에서 나온 중성자를 단색 중성자로 만들어 시료에 조사하고, 산란된 중성자 빔의 강도 분포를 측정하여 원자의 종류와 결정 구조를 결정하는 기술을 개발했다. 중성자는 전하를 띠지 않아 물질 투과력이 높고, 물질 내부의 정보까지 얻을 수 있다는 장점이 있다.
슐 교수는 당시 자신이 연구했던 가장 중요한 문제 중 하나로 물질 내 수소 원자의 위치를 결정하는 것을 꼽았다. 그는 2011년 11월에 "수소 원자는 모든 생물학적 물질과 많은 다른 무기 물질에 널리 존재하지만, 다른 기술로는 관찰하기 어려웠다. 중성자를 사용하면 완전히 달랐고, 수소를 포함하는 구조에 대해 배울 수 있다는 사실에 매우 기뻤다"고 말했다.
산란 기술을 개선하면서 슐은 중성자 자체의 기본적인 특성을 연구했으며, 자기(magnetic) 물질에 대한 최초의 중성자 회절 연구를 시작하기도 했다. 로드아일랜드 대학교 물리학과 교수인 앤서니 누네스는 "만약 미국에 '중성자 산란의 아버지'가 있다면, 그는 슐 교수일 것"이라고 평가했다.
슐은 1955년 MIT의 정교수로 부임하여 1986년에 은퇴했지만, 은퇴 후에도 연구실을 방문하여 실험하는 학생들을 지켜보곤 했다.
슐 교수의 주요 수상 경력은 다음과 같다.
| 연도 | 수상 내역 | 수여 기관 |
|---|---|---|
| 1956년 | 벅클리상 | 미국 물리학회 |
| 1956년 | 회원 선출 | 미국 예술 과학 아카데미 |
| 1975년 | 회원 선출 | 미국 국립 과학 아카데미 |
| 1993년 | 그레고리 아미노프 상 | 스웨덴 왕립 과학 아카데미 |
3. 2. 수소 원자 위치 결정
슐 교수는 자신이 연구했던 가장 중요한 문제 중 하나로 물질 내 수소 원자의 위치를 결정하는 것을 꼽았다.[1]그는 2011년 11월에 "수소 원자는 모든 생물학적 물질과 많은 다른 무기 물질에 널리 퍼져 있지만, 다른 기술로는 볼 수 없었습니다. 중성자를 사용하면 완전히 달랐고, 수소를 포함하는 구조에 대해 배울 수 있다는 사실에 매우 기뻤습니다."라고 말했다.[1] 이처럼 중성자 산란 기술은 기존의 다른 기술로는 관찰하기 어려웠던 수소 원자의 위치를 파악하는 데 결정적인 역할을 했으며, 이는 다양한 물질의 구조와 특성을 이해하는 데 크게 기여했다.
3. 3. 응집 물질 물리학 연구
클리퍼드 슐은 중성자 산란 기술을 개발하고 응집 물질에 대한 연구를 수행한 공로로 1994년 캐나다의 버트럼 브록하우스와 함께 노벨 물리학상을 수상했다.[2][1] 그는 중성자 빔이 물질 내 원자에 부딪혀 산란되는 현상을 이용하여 원자의 위치를 파악하는 중성자 산란 기술을 개척했다. 이 기술은 마치 어둠 속에서 총알이 튕겨 나가 장애물의 위치를 알려주는 것과 같이, 물질의 구조를 밝히는 데 중요한 역할을 한다. 중성자가 원자에 부딪혀 방향이 바뀌는 것을 통해 원자 위치의 회절 패턴을 얻을 수 있으며, 이는 물질의 특성을 이해하는 핵심이 된다. 슐은 노벨상 발표 당시 "더 나은 창유리, 더 나은 반도체, 더 나은 마이크를 만드는 방법에 대해 생각할 수 있다. 이 모든 것은 작동의 기본 과학을 이해하는 것으로 귀결된다"고 말했다.슐은 1946년 오크리지 국립 연구소에서 선구적인 연구를 시작했다. 당시 오크리지의 과학자들은 제2차 세계 대전 중 맨해튼 프로젝트 등에서 개발된 정보와 기술을 평화적인 과학 연구에 활용하고자 했다. 그는 어니스트 윌란과 팀을 이루어 9년 동안 원자로에서 생성된 중성자를 사용하여 물질의 원자 구조를 탐구하는 방법을 연구했다.
슐이 특히 중요하게 생각했던 연구 문제는 물질 내 수소 원자의 위치를 결정하는 것이었다. 그는 "수소 원자는 모든 생물학적 물질과 많은 다른 무기 물질에 널리 퍼져 있지만, 다른 기술로는 볼 수 없었다. 중성자를 사용하면 완전히 달랐고, 수소를 포함하는 구조에 대해 배울 수 있다는 사실에 매우 기뻤다"고 말했다.
그는 중성자 산란 기술을 개선하는 과정에서 중성자 자체의 기본적인 특성을 연구했으며, 자기 물질에 대한 최초의 중성자 회절 연구를 시작하기도 했다. 로드아일랜드 대학교 물리학과 교수인 앤서니 누네스는 슐을 "미국 중성자 산란의 아버지"라고 평가했다.
슐은 1955년 MIT의 정교수로 부임하여 1986년에 은퇴했다. 은퇴 후에도 연구실을 방문하여 "내 오래된 연구실의 흔적"에서 실험하는 학생들을 지켜보곤 했다.
그의 주요 수상 경력은 다음과 같다.
| 연도 | 상 이름 | 수여 기관 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 1956년 | 벅클리상 | 미국 물리학회 | |
| 1956년 | 회원 선출 | 미국 예술 과학 아카데미 | |
| 1975년 | 회원 선출 | 국립 과학 아카데미 | |
| 1993년 | 그레고리 아미노프 상 | 스웨덴 왕립 과학 아카데미 | "고체의 원자 및 자기 구조 연구를 위한 중성자 회절 방법 개발 및 적용" 공로 |
| 1994년 | 노벨 물리학상 | 스웨덴 왕립 과학 아카데미 | 버트럼 브록하우스와 공동 수상[2][1] |
3. 4. 기타 연구
클리퍼드 슐은 중성자 산란 기술 개발 외에도 응집 물질에 대한 연구를 수행했다.[1] 그는 1946년 오크리지 국립 연구소에서 어니스트 윌란과 함께 연구를 시작하여, 원자로에서 생성된 중성자를 이용해 물질의 원자 구조를 탐구하는 방법을 개발했다. 슐은 특히 물질 내 수소 원자의 위치를 결정하는 연구를 중요하게 생각했는데, 이는 생물학적 물질 등 다양한 물질의 구조를 이해하는 데 필수적이지만 다른 기술로는 관찰하기 어려웠기 때문이다. 그는 "중성자를 사용하면 완전히 달랐고, 수소를 포함하는 구조에 대해 배울 수 있다는 사실에 매우 기뻤습니다."라고 회고했다.슐은 중성자 산란 기술을 개선하는 과정에서 중성자 자체의 기본적인 특성을 연구했으며, 자기 물질에 대한 최초의 중성자 회절 연구를 시작하기도 했다. 로드아일랜드 대학교 물리학과 교수인 앤서니 누네스는 슐을 "미국의 '중성자 산란의 아버지'"라고 평가했다.
슐은 1955년 매사추세츠 공과대학교(MIT)의 정교수로 부임하여 1986년에 은퇴했다. 은퇴 후에도 연구실을 방문하여 실험하는 학생들을 지켜보는 등 연구 활동에 대한 관심을 이어갔다.
| 연도 | 수상 내역 | 수여 기관 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 1956 | 벅클리상 | 미국 물리학회 | |
| 1956 | 회원 선출 | 미국 예술 과학 아카데미 | |
| 1975 | 회원 선출 | 미국 국립 과학 아카데미 | |
| 1993 | 그레고리 아미노프 상 | 스웨덴 왕립 과학 아카데미 | "고체의 원자 및 자기 구조 연구를 위한 중성자 회절 방법 개발 및 적용" 공로 |
- 슐, C.G., 울란, E.O. & M.C. 마니. [https://www.osti.gov/biblio/4420651-neutron-diffraction-studies "중성자 회절 연구"], 오크리지 국립 연구소(ORNL), 미국 에너지부(전신 기관인 원자력 위원회를 통해), (1948년 10월 22일).
- 룬들, R.E., 슐, C.G. & E.O. 울란. [https://www.osti.gov/biblio/4407800-crystal-structure-thorium-zirconium-dihydrides-ray-neutron-diffraction "X선 및 중성자 회절에 의한 토륨 및 지르코늄 이수소화물의 결정 구조"], 에임스 연구소, 오크리지 국립 연구소(ORNL), 미국 에너지부(전신 기관인 원자력 위원회를 통해), (1951년 4월 20일).
- 네이선스, R., 리스테, T., 시라네, G. & C.G. 슐. [https://www.osti.gov/biblio/4291138-polarized-neutron-studies-antiferromagnetic-single-crystals-technical-report "반강자성 단결정체에 대한 편광 중성자 연구: 기술 보고서 No. 4"], 매사추세츠 공과대학교(MIT), 브룩헤븐 국립 연구소, 미국 에너지부(전신 기관인 원자력 위원회를 통해), 국가안보국(NSA), 공군 과학 연구실(AFOSR), (1958년 11월 26일).
- 슐, C.G. [https://www.osti.gov/biblio/5888142-low-temperature-neutron-physics-studies-final-progress-report-march-may "저온 및 중성자 물리학 연구: 최종 진행 보고서, 1986년 3월 1일 - 1987년 5월 31일"], 매사추세츠 공과대학교(MIT), 미국 에너지부, (1989년 7월 27일).
4. 수상 및 영예
클리퍼드 G. 슐은 중성자 산란 기술을 개발하고 응집 물질 연구에 기여한 공로를 인정받아 다양한 상을 수상하고 여러 학술원의 회원으로 선출되었다. 특히 1994년에는 캐나다의 버트럼 브록하우스와 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했다.[2]
| 연도 | 상훈 및 영예 | 수여 기관 및 비고 |
|---|---|---|
| 1956년 | 올리버 E. 버클리 상 | 미국 물리학회 |
| 1956년 | 회원 선출 | 미국 예술 과학 아카데미 |
| 1975년 | 회원 선출 | 미국 국립 과학원 |
| 1993년 | 그레고리 아미노프 상 | 스웨덴 왕립 과학 아카데미 |
| 1994년 | 노벨 물리학상 | 버트럼 브록하우스와 공동 수상 |
이 외에도 그의 업적을 기리기 위해 남극에 위치한 바위 지형이 슐 록스(Shull Rocks)로 명명되었으며, 미국 중성자 산란 학회(Neutron Scattering Society of America)는 '클리퍼드 G. 슐 상'(The Clifford G. Shull Prize in Neutron Physics)을 제정했다. 또한 오크리지 국립 연구소는 '클리퍼드 G. 슐 펠로우십'(Clifford G. Shull Fellowship) 프로그램을 운영하고 있다.
5. 사회적 기여
클리퍼드 슐의 학문적 유산은 다양한 방식으로 후대에 기여하고 있다. 카네기 멜론 대학교는 2004년 슐의 논문들을 기증받아 보존하고 있으며, 연구자들이 이를 활용할 수 있도록 공개하고 있다.
또한 그의 업적을 기리기 위해 여러 기관에서 그의 이름을 딴 상과 프로그램을 운영하고 있다. 미국 중성자 산란 학회(Neutron Scattering Society of Americaeng)는 중성자 과학 분야에 탁월한 공헌을 한 과학자에게 '클리퍼드 G. 슐 상'(Clifford G. Shull Prize in Neutron Physicseng)을 수여하고 있다. 오크리지 국립 연구소는 젊은 과학자들이 중성자 과학 분야에서 연구 경력을 쌓을 수 있도록 '클리퍼드 G. 슐 펠로우십'(Clifford G. Shull Fellowshipeng) 프로그램을 운영하며 후학 양성에 힘쓰고 있다.
5. 1. 중성자 산란 기술의 의의
클리퍼드 슐과 버트럼 브록하우스가 1994년 노벨 물리학상을 수상하게 한 중성자 산란 기술은 물질 내 원자의 위치를 파악하는 데 사용되는 중요한 기법이다.[1][2] 마치 어둠 속에서 튕겨 나간 총알이 장애물의 위치를 알려주듯, 중성자 빔을 특정 물질에 쏘면 중성자는 샘플 내 원자에 부딪혀 반사되거나 산란된다. 이때 중성자가 부딪히는 원자의 위치에 따라 진행 방향이 바뀌는데, 이를 통해 원자 배열에 따른 회절 패턴을 얻을 수 있다.[1]물질 내 원자의 위치와 원자 간 상호작용을 이해하는 것은 해당 물질의 특성을 근본적으로 파악하는 데 핵심적인 역할을 한다. 클리퍼드 슐은 "더 나은 창유리, 더 나은 반도체, 더 나은 마이크를 만드는 방법을 생각할 수 있다. 이 모든 것은 작동 원리의 기본 과학을 이해하는 것으로 귀결된다"고 언급하며 이 기술의 중요성을 강조했다.[1]
슐은 어니스트 윌란과 함께 1946년부터 오크리지 국립 연구소에서 원자로에서 생성된 중성자를 이용해 물질의 원자 구조를 탐구하는 방법을 연구하며 이 기술을 개척했다.[1] 그는 특히 다른 기술로는 관측하기 어려웠던 수소 원자의 위치를 결정하는 연구를 중요한 성과로 꼽았다. 슐은 2011년 11월에 "수소 원자는 모든 생물학적 물질과 많은 다른 무기 물질에 널리 존재하지만, 다른 기술로는 볼 수 없었다. 중성자를 사용하면 완전히 달랐고, 수소를 포함하는 구조에 대해 배울 수 있다는 사실에 매우 기뻤다"고 말했다.[1]
또한 슐은 산란 기술을 개선하는 과정에서 중성자 자체의 기본적인 특성을 연구했으며, 자기 물질에 대한 최초의 중성자 회절 연구를 수행하기도 했다.[1] 중성자는 전하를 띠지 않아 물질 투과력이 높고, 따라서 물질 내부 깊숙한 곳의 정보까지 얻을 수 있다는 장점을 가진다. 이러한 공로로 슐은 로드아일랜드 대학교의 앤서니 누네스 교수에 의해 미국의 '중성자 산란의 아버지'로 불리기도 했다.[1]
참조
[1]
웹사이트
Clifford G. Shull, co-winner of 1994 Nobel Prize in physics, is dead at 85
https://web.archive.[...]
Massachusetts Institute of Technology
2010-12-27
[2]
웹인용
Clifford G. Shull, co-winner of 1994 Nobel Prize in physics, is dead at 85
https://web.archive.[...]
Massachusetts Institute of Technology
2010-12-27
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