1995년 3월 14일, 미국의 천문학자 윌리엄 앨프리드 파울러 (William Alfred “Willy” Fowler, 1911 ~ 1995) 별세
윌리엄 앨프리드 파울러 (William Alfred “Willy” Fowler, 1911년 8월 9일 ~ 1995년 3월 14일)는 노벨 물리학상을 받은 미국의 천문학자이다.
– 윌리엄 앨프리드 파울러 (William Alfred “Willy” Fowler)
.출생: 1911년 8월 9일, 미국 펜실베이니아 피츠버그
.사망: 1995년 3월 14일, 미국 캘리포니아 패서디나
.국적: 미국
.학력: 캘리포니아 공대 (1936년), 오하이오 주립 대학교
.저서: Nuclear Astrophysics, Essays in Nuclear Astrophysics, Bang: The Evolving Cosmos 등
.수상: 브루스 메달, 왕립천문학회 골드 메달, 에딩턴 메달, 노벨 물리학상 등
윌리엄 앨프리드 파울러는 Subrahmanyan Chandrasekhar 와 함께 1983년 노벨 물리학상을 수상했다.
그는 항성 내부의 핵 반응과 그 과정에서 생성되는 에너지 요소에 대한 이론 및 실험 연구로 유명하며 영향력 있는 B 2 FH 논문의 저자 중 한 명이다.
○ 생애 및 활동
윌리엄 앨프리드 파울러 (William Alfred “Willy” Fowler)는 1911년 8월 9일, 미국 펜실베이니아주 피츠버그에서 태어났다.
오하이오 주립대학을 졸업하고, 캘리포니아 공과대학에서 핵물리학 박사 학위를 받았다.
마가렛 버비지, 죠프리 버비지, 프레드 호일과 공저인 논문 〈항성에서의 원소의 생성〉(Synthesis of the Elements in Stars )을 1957년 발표한다.
논문에서 설명된 이론은 저자들 이름 머릿글자를 따서 B2FH 이론으로도 불린다.
이론은 항성에서 일어나는 핵융합 과정이 어떻게 자연계에 존재하는 원소들의 비율을 결정하는지를 설명하고 있다.
파울러는 1963년 미국 천문학회의 the Henry Norris Russell Lectureship, 1978년에 에딩턴 메달, 1979년에 브루스 메달을 수상했으며, 1983년에는 노벨 물리학상까지 받았다.
1995년 3월 14일, 캘리포니아주 패서디너에서 사망했다.
○ 천체물리학 근간 만든 생계형 과학자 파울러
파울러는 펜실베이니아주 피츠버그의 중산층 집안에서 태어났다. 고교 졸업 후 오하이오주립대 세라믹공학과에 입학했지만, 물리학으로 전공을 바꿨다. 넉넉한 집안형편이 아니었기에 그는 먹고살기 위해 평일에는 사교클럽에서 잡일을 하고, 주말에는 포장마차에서 음식을 팔았다. 힘든 상황에서도 열심히 공부해 1933년 세계적으로 유명한 캘리포니아공과대 대학원에 입학했다. 당시 그곳에는 노벨물리학상 수상자이자 기름 방울 실험으로 유명한 로버트 밀리컨이 설립한 ‘켈로그방사선연구소’가 있었다. 실험물리학에 관심이 많았던 파울러는 방사선연구소에 자주 들러 실험에 참여했다. ‘호랑이 기운이 솟아나는’ 미국 콘플레이크 회사 켈로그가 많은 예산을 투입한 연구소라 실험에 몰두하기 좋은 환경이었다.
파울러는 지도교수인 덴마크 출신 물리학자 찰스 크리스티안 라우리첸으로부터 연구뿐 아니라 인생에 대해서도 많은 지도를 받았다. 재능 많고 훌륭한 과학자 밑에서 그는 핵물리학이라는 분야에 관심을 두게 됐다. 두 원자핵에서 한쪽의 양성자 · 중성자 수가 각각 다른 쪽의 중성자 · 양성자 수와 같을 경우인 ‘거울핵’을 발견했다. 1939년 졸업 후 교수가 된 파울러와 그의 스승 라우리첸은 베테가 발견한 ‘CNO 순환’에 관심이 많았는데, 실제로 별 내부에서 벌어지는 일을 실험실에서 재현하는 데 성공했다. 바로 핵물리학과 천체물리학이 긴밀하게 융합된 핵천체물리학의 시작이다.
반골 성향이 강했던 파울러는 우주에 존재하는 원소들이 어떻게 만들어졌는지 궁금했다. 파울러는 1954년 때마침 찾아온 안식년을 호일 동생과 함께 보내고자 케임브리지대로 찾아갔다. 그곳엔 이미 마거릿과 제프리 버비지가 있었다. 두 사람은 이미 뛰어난 실력을 갖춘 천체물리학자 부부였다. 그들은 당시 별에서 나오는 스펙트럼의 화학 조성을 연구하고 있었는데, 핵반응이 진행 중인 별을 발견해 관측했다. 그로부터
2년 후 이번에는 버비지 부부와 호일이 파울러를 찾아 켈로그방사선연구소로 왔다. 버비지 부부는 그동안 모아온 스펙트럼 관측 결과를 정리했고, 호일과 파울러는 다양한 원자핵 정보를 바탕으로 추측한 원소의 기원을 주기율표에 배열했다. 그렇게 100쪽 넘는 두꺼운 논문이 완성됐다. 1957년 드디어 빅뱅 당시 생성된 수소와 헬륨을 시작으로 무거운 우라늄까지 포괄하는 원소 합성에 관한 논문이 게재됐다. 원자번호 6번 탄소부터 92번 우라늄에 이르는 모든 원소가 은하계 내부 거대한 별에서 합성됐다는 사실이 알려진 것이다. 공저자 4명의 이름을 따 ‘B2FH (Burbidge2 – Fowler – Hoyle)’로 불리는 이 논문은 현재까지 다른 논문에 5000회 가까이 인용되며 천체물리학 연구 핵심 자료로 활용되고 있다.
- 노벨물리학상 수상에도 일생 괴로웠던 이유
우주의 원소가 생성되는 핵반응 과정에 관한 연구를 수행한 공로로 1983년 12월 파울러는 별의 진화 과정을 연구한 수브라마니안 찬드라세카르와 함께 스톡홀름에서 노벨물리학상을 공동수상했다.
인류는 우주 먼지로부터 왔으며, 이러한 미세한 입자들이 어떻게 우주에서 생성됐는지를 규명한 건 충분히 위대한 일이었다.
문제는 파울러가 노벨상을 받았다는 사실이 아니라, 마땅히 함께 받아야 할 호일이 받지 못했다는 점이다.
앞서 밝혔듯이, 호일은 이미 1946년부터 핵천체물리학의 기반을 마련했고, 파울러의 연구 성과는 호일의 전폭적인 협력이 없었다면 세상에 나올 수 없었다.
별 내부에서 탄소가 생성되는 과정을 검증하는 실험도 호일이 먼저 제안했다.
탄소부터 니켈까지 원소가 합성되는 고온의 핵융합 반응에 대한 설명도 그가 먼저 했다.
하지만 애석하게도 호일은 노벨물리학상을 받지 못했다.
성격 문제로 노벨위원회와 사이가 좋지 않았다거나 빅뱅 등 과학계의 주류 이론을 부정했기 때문이라는 변명은 아무 의미가 없었다.
호일은 평생 본인이 받지 못한 노벨상에 대해 일절 언급조차 하지 않았다. 하지만 파울러는 깊은 괴로움에 빠졌다.
그는 노벨상 수상자 강연을 포함해 발언권을 얻을 기회만 있으면, 늘 원소 합성에 대한 기본 개념을 정립한 사람은 호일이라고 밝혔다.
버비지 부부의 도움에도 항상 감사했다. 파울러는 분명 노벨상을 받을 만한 업적을 남겼으나, 죽는 순간까지 동료가 공동수상에서 배제됐다는 죄책감에 시달렸다. 솔직하고 겸손한 과학자였지만, 제대로 행복을 누리지 못했다.
○ 저서
Fowler, W.A.; Lauritsen, C.C (1949-05-26). “Gamma radiation from light nuclei under proton bombardment” (PDF). Physical Review. 73 (2): 314–315.
Cook, C.W.; Fowler, W.A.; Lauritsen, C.C.; Lauritsen, T. (1957-07-15). “B12, C12 and the Red Hot Giants”. Physical Review. 107 (2): 508.
Clayton, D.D; Fowler, W.A; Hull, T.E; Zimmerman, B.A. (1961-03-01). “Neutron capture chains in heavy element synthesis”. Annals of Physics. 12 (3): 331–408.
Burbidge, E. M.; Burbidge, G. R.; Fowler, W. A.; Hoyle, F. (1957). “Synthesis of the Elements in Stars”. Reviews of Modern Physics. 29 (4): 547–650.
Fowler, W. A. (June 1958). Temperature and Density Conditions for Nucleogenesis by Fusion Processes in Stars. W. K. Kellogg Radiation Laboratory.
Seeger, P. A.; Fowler, W. A.; Clayton, Donald D. (1965). “Nucleosynthesis of heavy elements by neutron capture”. Astrophysical Journal Supplement Series. 11: 121–166.
Bodansky, D.; Clayton, Donald D.; Fowler, W.A. (1968-01-22). “Nucleosynthesis during silicon burning”. Physical Review Letters. 20 (4): 161–164.
Holmes, J.A.; Woosley, S.E.; Fowler, W.A.; Zimmerman, B.A. (1976). “Tables of thermonuclear-reaction-rate for neutron-induced reactions on heavy nuclei”. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 18: 305. .
Caughlan, G.R.; Fowler, W.A.; Zimmerman, B.A. (September 1975). “Thermonuclear reaction rates, II”. Annu. Rev. Astron. Astrophys. 13: 69–112.
참고 = 위키백과
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