2018년 노벨 물리학상을 수상한 아더 애쉬킨(Arthur Ashkin),
제라 무루(Gérard Mourou)와 도나 스트릭랜드 (Donna Strickland)
Photograph: Nobel Assembly
2018년 노벨 물리학상의 영예는 미국 물리학자 아더 애쉬킨(Arthur Ashkin)박사,
프랑스 물리학자 제라 무루(Gérard Mourou)박사와
캐나다 여성 물리학자 도나 스트릭랜드(Donna Strickland)박사
세명의 물리학자에게 돌아갔다.
노벨상 상금 9백만 스웨덴 크로너의 절반을 받게 된
애쉬킨 박사는 '빛의 핀셋(Optical Tweezers)를 개발하고,
이 논리를 생물학적인 시스템에 응용을 한 공로를 인정받아서,
상금의 1/4 씩 받게 된 무무박사와 스트릭랜드 박사는
강하고 아주 짧은 빛의 파동(high-intensity, ultra-shortoptical puses)을
개발한 업적을 높이 사서 올해 노벨 물리학상을
수여하게 되었다고 노벨상 위원회가 발표했다.
애쉬킨 박사는 미국 뉴저지 주에 소재한 벨 연구소에서
레이저룰 사용해서 과학자들이 원자, 바이러스와 박테리아를 끄집어 내는
'광 핀셋(Optical tweezers)'을 개발한 업적을 인정받았다.
파리 근교에 위치한 에콜 폴리테크닉(École Polytechnique)과
미국 미시간대학에 재직중인 무루 박사와
캐나다 온타리오 주에 소재한 워털루 대학교에 몸을 담고 있는 스트릭랜드 박사는
가장 짧으면서 가장 강한 레이저를 개발해서
근래에 수많은 사람들의 시력을 교정해 주는라식 수술에
그들이 개발한 테크닉인 chirped pulse amplification 이 널리 사용되고 있다.
애쉬킨 박사는 1922년 미국 뉴욕시에서 태어나서 올해 96세로
역대 수상자들 중에서 가장 연세가 많다.
그는 1947년에 컬럼비아 대학교에서 물리학 학사를 받았고,
1952년에 코넬대학교에서 박사학위를 받은 후에
뉴저지 주 머리 힐에 소재한 벨 연구소에 입사해서 1991년까지 이곳에서 재직했다.
그는 1960년에 레이저가 발명된 직후부터 레이저에 관해서 연구를 시작했는데
얼마 후 레이저의 압력이 극소한 물체를 레이저 광선의 한가운데에 가두는데 성공해서
그의 '빛의 핀셋'의 연구의 장을 열어 주었다.
1997년에 같은 벨 연구소에서 함께 같은 분야에 관해서 연구하고
지금은 스탠포드 대학에 재직중인 스티븐 추(Stephen Chu) 박사가
레이저로 갇힌 원자를 식히는 업적으로 노벨 물리학상을 받게 되었을 때에
공동수상을 하지 못한 것에 대해서 유감을 표명하기도 했다.
하지만 그가 직접 개발한 빛의 핀셋으로 애쉬킨 박사는 세포 내부의 작용과
미생물의 원동력이 되는 분자 모터에 관한 연구를 96세의 노령에도 불구하고
현재까지 연구에 몰두하고 있다.
무루 박사는 프랑스의 알베르빌에서 1944년에 태어나서
그레노블 대학교에서 물리학 박사를 1973년에 획득했다.
그는 현재 École Polytechnique(에콜 폴리테크니크) 공대 교수와
국제 제타-엑사와트 과학기술 센터 (International Center for
Zetta-Exawatt Science and Technology)의 센터장(director)역을 맡고 있다.
무루 박사는 미국에서 30년간 미쉬간 대학과 로체스터 대학에서
교수로 제자를 양성하면서 연구활동도 활발하게 해 왔으며,
현재는 명예교수로 여전히 남았으며, 로체스터 대학교에 재직중에
스트릭랜드 씨를 대학원생으로 뽑아서 선생과 제자가 함께 연구를 해서
1985년 12월에 공저로 발표한 논문으로 스트릭랜드씨는 박사학위를 받았고,
아울러 오늘날 그녀의 스승과 함께 노벨 물리학상 공동 수상자가 되었다.
Dr. Donna Strickland
스트릭랜드 박사는 캐나다 온타리오 주의 구엘프에서 1959년에 태어났으며,
1903년에 마리 큐리, 그리고 1963년에 마리아 게퍼트-마이어 박사 후
여성으로서 세번째로 노벨 물리학상을 받게 되면서,
그동안 여성 물리학자들이 남성과 견주어서 뒤지지 않은 연구실적에도 불구하고
수상자에서 번번히 탈락하던 징크스를 오랜만에 깬 주인공이 되었다.
한 예로 버넬(Jocelyn Bell Burnell)씨가 1968년에 켐브릿지 대학 박사학위 과정중에
Pulsars(중성자별)을 발견했음에도 불구하고, 그녀가 아닌 그녀의 지도교수였던
천문학자 휴이쉬(Anthony Hewish)박사에게 노벨상이 주어졌다.
이들이 높은 에너지 레이저를 증폭기기를 훼손시키지 않고 증폭하는 방법을
찾는데 고심을 오랫동안 했지만, 스트릭랜드 박사가 레이저를 적절한 시간내에
우선 늘려서 파동의 높이를 줄였다가, 다시 증폭해서 압축하는 것을 제시하면서
이 방법으로 1 femtosecond(천조분의 1초)라는 아주 짧은 시간동안
강한 레이저를 발사할 수 있게 되었다.
레이저의 길이가 아주 짧아지면서 아주 작은 공간에 레이저를 빽빽하게 채울 수 있게 되면서
레이저의 파동의 강도도 어마어마하게 증가되는 결과를 낳았다.
이들이 개발한 테크닉은 'Chirped Pulse Amplification' 혹은 CPA라고 불리우며
개발된 후 곧 아주 날카로운 레이저를 사용해서 시력교정 레이저 눈수술에
보편적으로 널리 사용되기 시작했다.
노팅험 대학교 공대교수로 재직중인 아만다 라이트 교수는 '빛의 핀셋'을 사용해서
세포들이 주위 환경과 어떻게 소통을 하는지 연구에 들어 갈거라고 말하면서
세 과학자들에게 수상의 영광이 돌아가서 아주 기쁘다고 소감을 밝혔고,
짐 알-칼리 교수 역시 '도나 스트릭랜드 박사가 노벨 물리학상 공동 수상자로
선정된 것이 가장 감격스러웠다고 하면서, 얼마 전에 여성 물리학자에 대해서
부정적인 견해가 CERN에서 불거져 나온 후에 이런 경사가 생겨서 다행이라고 말했다.
올해 수상자들이 개발한 새로운 기술로 다양한 분야에 걸쳐서 앞으로 진가를 보여 줄 수 있는
잠재력이 무궁무진할 뿐 아니라, 이미 이 기술로 수많은 사람들이 혜택을 받은 것 만으로도
올해 수상자로 손색이 없다고 노벨 위원회가 밝혔다.
