1915년 7월 28일, 레이저를 고안한 미국의 과학자 찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes, 1915 ~ 2015) 출생

1915년 7월 28일, 레이저를 고안한 미국의 과학자 찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes, 1915 ~ 2015) 출생

찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes, 1915년 7월 28일 ~ 2015년 1월 27일)는 미국의 물리학자이다.

– 찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes)

.출생: 1915년 7월 28일, 미국 사우스캐롤라이나 그린빌

.사망: 2015년 1월 27일, 미국 캘리포니아 오클랜드

.국적: 미국

.직업: 물리학자

.배우자: 프란시스 H. 브라운 (1941~2015)

.자녀: 칼라 타운스, 엘렌 타운스, 홀리 타운스, 린다 타운스

.수상: 템플턴상, 노벨 물리학상, Frederic Ives Medal, 미국 국가 과학상 물리학 부문 등

사우스캐롤라이나 그린빌 출생으로, 1951년에 메이저를 개발하는 데 기초가 되는 기본 원리를 밝혀냈다.

메이저는 분자나 원자가 들뜬 상태에서 바닥 상태로 떨어질 때 나오는 에너지를 이용해서 전파를 증폭하는 도구이다.

1958년에 아서 레너드 숄로와 함께 광파를 증폭시키는 도구인 레이저를 제안했다.

1964년 개량된 메이저를 만든 구소련의 물리학자 알렉산드르 프로호로프, 니콜라이 바소프와 함께 노벨 물리학상을 받았다.

2005년에는 종교의 노벨상이라 불리는 템플턴상을 받았다.

○ 생애 및 활동

1915년 미국 사우스캐롤라이나주 그린빌에서 태어난 타운스는 1935년 퍼먼대에서 물리학과 현대언어학으로 학사학위를 받았다.

명문 칼텍 대학원에 지원했지만 떨어지자 듀크대에서 석사학위를 받고 재도전해 입학한 뒤 1939년 동위원소 분리 연구로 박사학위를 받았다.

벨전화연구소에 취직한 타운스는 2차 세계대전이 터지자 레이더 연구를 했고 1948년 컬럼비아대 교수가 됐다.

전시에 행한 레이더 연구를 바탕으로 타운스는 1951년 마이크로파 증폭 장치, 즉 메이저 (maser)의 작동원리를 떠올린다.

타운스는 1954년 암모니아 기체를 써서 메이저를 구현하는데 성공했다.

1958년 아서 숄로와 함께 가시광선을 사용한 메이저, 즉 레이저 (laser)를 만드는 방법을 제안한 논문을 발표했다.

2년 뒤 휴즈연구소의 물리학자 시어도어 메이먼이 루비 결정을 써서 레이저를 구현하는데 성공했다. 타운스는 메이저-레이저 원리를 개발한 공로로 러시아의 물리학자 니콜라이 바소프, 알렉산드르 프로호로프와 함께 1964년 노벨물리학상을 받았다.

레이저 (laser)는 ‘유도방출에 의한 빛의 증폭 (Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation)의 앞글자만 딴 것으로, 원자가 높은 에너지 상태에 있다가 외부의 빛에 자극을 받아 쌍둥이 빛을 방출하는 것을 말한다.

MIT로 옮겨 수년 간 지낸 뒤 1967년 버클리 캘리포니아대에 자리를 잡은 타운스는 천체물리학으로 관심을 돌려 양자전자공학분야의 기술을 도입한 관측장비를 개발했다. 그는 성간 구름에 물과 암모니아 분자가 존재한다는 사실을 밝혀냈고 적외선 관측으로 우리은하 중심에 거대질량블랙홀이 존재한다는 증거를 내놓기도 했다.

타운스는 여러 대통령의 과학자문을 맡아 과학정책 결정에도 큰 영향을 미쳤다. 타운스는 과학과 종교가 서로 공존할 수 없다는 생각에 반대했는데, 둘 다 ‘존재라는 미스터리를 이해하고자 하는 욕망’에서 비롯한 활동이라고 봤기 때문이다.

찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes)는 2015년 1월 27일, 미국 캘리포니아 오클랜드에서 별세했다.

– 주요 생애 및 영향

찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes)는 현대 공학과 일상생활의 혁명을 이끈 레이저 (Laser)와 메이저 (Maser)의 핵심 발명가이자 미국의 천재 물리학자다. 분자나 원자의 유도 방출을 이용한 전자기파 증폭 기술을 개척하여 현대 양자 전자학의 기틀을 마련했다.

• 주요 생애와 업적

출생과 사망: 1915년 7월 28일 미국 사우스캐롤라이나주 그린빌에서 태어나, 2015년 1월 27일 캘리포니아주 오클랜드에서 향년 99세로 타계했다.

학문적 배경: 퍼먼 대학교에서 물리학과 현대언어학을 복수 전공하며 학사를 마쳤고, 듀크 대학교 석사를 거쳐 캘리포니아 공과대학교(Caltech)에서 박사 학위를 취득했다.

메이저(Maser) 개발: 1951년 워싱턴 D.C.의 한 공원 벤치에서 아이디어를 구상한 뒤, 1954년 컬럼비아 대학교에서 마이크로파를 증폭하는 장치인 ‘메이저’를 최초로 제작했다.

레이저(Laser) 제안: 1958년 그의 처남이자 동료 물리학자인 아서 숄로(Arthur Schawlow)와 함께 마이크로파 대신 가시광선 영역을 증폭하는 ‘광학 메이저(레이저)’의 개념을 정립해 특허를 등록했다.

• 사회적 영향

그가 개척한 레이저 기술은 오늘날 스마트폰 센서, 바코드 스캐너, CD/블루레이 플레이어, 라식 수술 등 의료 장비, 광섬유 통신망, 정밀 제조업에 이르기까지 현대 인류 문명에서 빼놓을 수 없는 핵심 기술로 자리 잡았다.

타운스는 노년기에도 캘리포니아 대학교 버클리(UC Berkeley) 명예교수로서 천체물리학 연구에 매진하며 끊임없는 열정을 보여주었다.

○ Awards and honors

1964년 노벨 물리학상: 메이저 및 레이저 개발의 기초가 된 양자 전자학 분야의 근본적인 연구 공로를 인정받아 구소련의 니콜라이 바소프, 알렉산드르 프로호로프와 공동 수상했다.

2005년 템플턴상: 과학과 종교의 교류 및 통합에 기여한 인물에게 주어지는 종교계의 노벨상인 템플턴상을 받았습니다. 그는 독실한 기독교인으로서 과학적 발견과 영적 통찰이 서로 연결되어 있다고 주장했습니다.

1956 — elected Full Member of the National Academy of Sciences.
1957 — elected Fellow of the American Academy of Arts and Sciences.
1958 — awarded the Comstock Prize in Physics from the National Academy of Science.
1959 — awarded the Richtmyer Memorial Award from the American Association of Physics Teachers.
1960 — elected Member of the American Philosophical Society.

1961 — awarded the David Sarnoff Electronics Award given by the Institute of Electrical and Electronics Engineers, and the Rumford Prize awarded by the American Academy of Arts and Sciences.
1962 — The John J. Carty Award for the Advancement of Science given by the National Academy of Science.
1962 — Stuart Ballantine Medal given by The Franklin Institute.
1963 — Young Medal and Prize, for distinguished research in the field of optics presented by the Institute of Physics.
1964 — Nobel Prize in Physics with Nikolay Basov and Aleksandr Prokhorov for contributions to fundamental work in quantum electronics leading to the development of the maser and laser.
1969 – Golden Plate Award of the American Academy of Achievement.
1970 — Wilhelm Exner Medal.

1976 — Elected a Foreign Member of the Royal Society (ForMemRS)
1979 — He was awarded the Niels Bohr international medal, for contributions to the peaceful use of atomic energy.
1980 — Townes was inducted by his home state into the South Carolina Hall of Science and Technology, and has also been awarded a South Carolina Hall of Science and Technology Citation.

1982 — He received the National Medal of Science, presented by President Ronald Reagan.
1983 — appointed to the Pontifical Academy of Sciences.
1994 — elected Foreign Member of the Russian Academy of Sciences.
1996 — awarded the Frederic Ives Medal by the Optical Society of America
1997 — Jansky Lectureship before the National Radio Astronomy Observatory
1998 — awarded the Henry Norris Russell Lectureship by the American Astronomical Society.

2000 — awarded the Lomonosov Gold Medal by the Russian Academy of Sciences.
2003 — awarded the Telluride Tech Festival Award of Technology in Telluride, Colorado.
2004 — awarded the Italian Society of Optics and Photonics Archived May 14, 2015, at the Wayback Machine (SIOF) “Galileo” medal.
2005 — awarded the Templeton Prize for “Progress Toward Research or Discoveries about Spiritual Realities.”
He has also been awarded the LeConte Medallion.
2006 — Along with associate Raj Reddy, Townes was awarded the Vannevar Bush Award for Lifetime Contributions and Statesmanship to Science
2008 — On May 24 Townes received an Honorary Doctorate of Humane Letters from the University of Redlands.
2010 — SPIE Gold Medal

2011 —On May 14 Townes received an Honorary Doctorate of Science from Texas A&M University.
2012 — awarded the Golden Goose Award for government-funded research with unexpected applications.
2012 — awarded the Nancy DeLoye Fitzroy and Roland V. Fitzroy Medal from the American Society of Mechanical Engineers.

○ 저서

1964년 노벨 물리학상 수상자이자 메이저 (MASER) 및 레이저 (LASER)의 개척자인 찰스 하드 타운스 (Charles Hard Townes)의 대표 저서는 다음과 같다. 그는 학술 연구서부터 자서전, 그리고 과학과 종교의 관계를 다룬 에세이집에 이르기까지 다양한 분야의 책을 남겼다.

• 대표 저서 및 해설

How the Laser Happened – Adventures of a Scientist (1999/2002) : 타운스 박사의 가장 유명한 자서전이자 회고록이다. 시골 농장에서 자란 어린 시절부터 메이저와 레이저를 발명하기까지의 과정, 특허 분쟁, 그리고 정부 과학 자문관으로 활동하던 시절의 비화를 생생하게 담았다. 국내에는 《새로운 빛을 찾아가는 어느 과학자의 모험》(아카넷, 2012) 또는 《레이저의 탄생》이라는 제목으로 번역 출간되었다.

Microwave Spectroscopy (1955) : 또 다른 노벨상 수상자인 아서 숄로 (Arthur L. Schawlow)와 공동 집필한 전설적인 물리학 교과서다. 분자 및 핵물리학 구조를 연구하는 데 기초가 되는 마이크로파 분광학의 이론과 기술을 체계적으로 정리하여 이 분야의 고전으로 평가받는다.

Making Waves (1995): 타운스 박사의 과학적 업적뿐만 아니라, 과학과 종교 (영성)의 융합, 교육, 우주 탐사, 국가 안보 정책에 대한 그의 철학과 생각을 엮은 에세이 및 논문 모음집이다.

Quantum Electronics (1960): 1959년 그가 주도하여 개최한 세계 최초의 ‘양자 전자학 심포지엄’의 성과를 엮은 학술서다. 초기 레이저와 메이저 연구의 학문적 토대를 닦은 중요한 기록물이다.

• Publications

Gordon, J.; Zeiger, H.; Townes, Charles (1955). “The Maser—New Type of Microwave Amplifier, Frequency Standard, and Spectrometer”. Physical Review. 99 (4): 1264–1274.

Shimoda, K.; Wang, T.; Townes, Charles (1956). “Further Aspects of the Theory of the Maser”.

Physical Review. 102 (5): 1308–1321.

Schawlow, Arthur; Townes, Charles (1958).

“Infrared and Optical Masers”. Physical Review. 112 (6): 1940–1949.

Townes, Charles (1999). How the Laser Happened: Adventures Of a Scientist. Oxford University Press.

Townes, Charles; Schawlow, Arthur (1955).

Microwave Spectroscopy. McGraw-Hill.

Townes, Charles (1995). Making Waves. Vol. 432.

American Institute of Physics Press. pp. 153.

참고 = 위키백과

크리스천라이프 편집부