월터 앨새서

월터 앨새서

[ Walter M. Elsasser ]

요약 독일 태생의 미국 물리학자이다.  중성자와 원자핵들 사이에 상호작용이 일어날 가능성에 대하여 연구하였으며, 나중 지구 자기장을 설명하는 다이너모(dynamo) 이론을 제안하였다.
출생-사망 1904. 3. 20 ~ 1991. 10. 14

1904년 독일 만하임에서 태어났다. 1927년 괴팅겐대학에서 박사학위를 받았으며, 프랑크푸르트대학교·파리대학과 캘리포니아공과대학에서 가르쳤다.

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1940년 미국 시민이 되었고, 미국 육군 통신부대와 RCA사에서 연구에 몰두했다. 그 뒤 학자의 생활로 돌아가 펜실베이니아·유타·캘리포니아 대학교와 스크립스 해양학 연구소, 프린스턴·메릴랜드·존스홉킨스 대학교 등에서 요직을 거쳤다.

대학원 시절에 전자 빔이 결정성 물질에 의해 회절될 것이라고 정확하게 예측했는데, 중성자가 발견된 뒤에는 중성자들의 반응에 대해서도 같은 예측을 했다. 노벨상 수상자 한스 베테와는 독자적으로 중성자와 원자핵들 사이에 상호작용이 일어날 가능성에 대한 중요한 연구를 했다.

1924년 드 브로이는 빛이 보여주는 이중성을 광자 이외의 다른 입자에 확장시켰다. 특히 그는 전자의 작용은 어떤 이유에서건 부수되는 파동성에 의해 좌우된다고 가정했다(드브로이파). 그때 전자의 파장은 광자와 같이 p=hλ-1로 주어진다. 전압 V에 의해 가속된 전자의 운동에너지는 Ve이므로, 전자의 드브로이 파장은 월터 앨새서 본문 이미지 2로 주어진다. 전압 150V의 경우, 알고 있는 상수들 값을 대입하면 드브로이 파장은 10-10m인데, 이 값은 보통의 X선의 파장이며 또한 대부분 결정의 원자 사이의 거리이기도 하다. 이것은 독일 과학자 막스 폰 라우에가 1912년 X선의 파동성의 기초를 확립한 실험에서 발견한 바와 같이 전자도 결정 안의 일정한 간격의 원자에 의해 회절된다는 것을 암시한다. 이 아이디어에 의해 1927년 독일 출신의 엘새서는 결정에 의한 전자의 회절이 실제로 존재한다는 것을 증명했다. 

또한 엘새서는 다이너모 모델이라고 알려진, 지구자기장의 근원과 특성을 설명할 수 있는 지구 구조의 모델을 정식화했다. 1950년에는 지구자기장의 근원과 특성을 설명할 수 있는 다이너모 모델이라고 알려진 이론을 정식화했다. 다이너모 이론은 지구 외핵(外核)에 존재하는 자기여자(自己勵磁)다이너모(self-exciting dynamo)에 의해 지구자기장이 생성된다는 이론이다.

이러한 다이너모 메커니즘에 있어 액체상태인 지구외핵의 유체운동은 자화물질(액체철)을 이동시켜 기존의 약한 자기장을 띤 물질 사이로 스며들게 함으로써 유도전류를 형성시킨다. 핵에서 방사성 붕괴에 의해 발산된 열이 대류운동을 유발하는 것으로 보인다. 이러한 유도전류는 자기장을 형성하며, 유동하는 유체와 상호작용에 의해 2차 자기장이 형성된다. 이로 인해 지구의 회전축을 따라 자기장이 형성된다는 것이 다이너모 이론이다.

그는 방사능 붕괴 에너지에 의해 생겨난, 지구 핵 내부의 대류가 서로 다른 속도로 회전하고 있는 맨틀의 동심 구각(球殼)과 작용하여 전류를 만들고, 코리올리 효과는 이 구각들의 경계에서 소용돌이를 생성한다고 제안했다. 또한 그는 당시의 물리학, 특히 양자역학의 이론적 개념들을 생물과학에 적용하는 것에 대해서도 연구했다. 그의 견해는 < 생물학의 물리학적 기초 The Physical Foundation of Biology〉(1958)·〈원자와 유기체 Atom and Organism〉(1966)·〈생물학 요약 The Chief Abstractions of Biology〉(1975) 등에 나타나 있다.

저서
⊙ Reflections On A Theory Of Organisms(출판사 Johns Hopkins University press)
⊙ Memoirs of a physicist in the atomic age (출판사 Watson Publishing International)
⊙ Atom & organism : a new approach to theoretical biology(출판사 Books on Demand)
⊙ Heat transfer by infrared radiation in the atmosphere(출판사 Books on Demand)

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