찰스 톰슨 리스 윌슨
찰스 톰슨 리스 윌슨(Charles Thomson Rees Wilson, 1869년 2월 14일 ~ 1959년 11월 15일)은 영국의 기상학자이자 물리학자로, 구름 상자(cloud chamber)를 발명하여 1927년 아서 콤프턴(Arthur Compton)과 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했습니다.
초기 생애와 교육
찰스 톰슨 리스 윌슨은 1869년 2월 14일 스코틀랜드의 글렌코스(Glencorse)에서 양 목장주인 존 윌슨(John Wilson)과 애니 클라크 하퍼(Annie Clark Harper)의 아들로 태어났습니다. 1873년 아버지가 사망한 후, 윌슨은 가족과 함께 영국 맨체스터로 이주했습니다.
의붓형의 재정 지원을 받아 윌슨은 오웬스 칼리지(Owens College, 현재의 맨체스터 대학교)에서 의사가 되기 위해 생물학을 공부했습니다. 그는 1887년에 이학사 학위를 받았습니다. 이듬해 그는 장학금을 받아 캠브리지의 시드니 서섹스 칼리지(Sidney Sussex College, Cambridge)에 입학하여 물리학과 화학에 관심을 갖게 되었습니다. 1892년, 그는 자연과학 트리포스(Natural Sciences Tripos)의 두 부분 모두에서 일등 우등(First Class Honours)을 받았습니다.
경력 및 연구
윌슨은 기상학에 특별한 관심을 갖게 되었고, 1893년부터 구름과 그 특성을 연구하기 시작했습니다. 1894년부터 그는 벤 네비스(Ben Nevis) 산의 천문대에서 한동안 일하며 구름 형성 과정을 관찰했습니다. 그는 특히 광륜(glories) 현상에 매료되었습니다. 그 후 그는 캠브리지의 카벤디시 연구소(Cavendish Laboratory)에서 밀폐된 용기 내의 습한 공기를 팽창시켜 이 효과를 소규모로 재현하려고 시도했습니다.
1895년, 윌슨은 충분히 높은 팽창률에서 과포화 수증기가 이전에 응결을 통해 제거된 먼지가 없는 상태에서도 응결된다는 사실을 발견했으며, 이는 존 에이트켄(John Aitken)의 이전 연구와는 다른 결과였습니다. J. J. 톰슨(J. J. Thomson)의 지도하에 1896년경, 그는 X선이 먼지만큼이나 응결을 촉진한다는 사실을 발견했습니다.
1900년 윌슨은 캠브리지 시드니 서섹스 칼리지의 펠로우가 되었으며, 대학 강사 및 시연자로 임명되었습니다. 그는 심한 말더듬 때문에 강의를 잘 못하는 강사로 일부에게 알려져 있었습니다. 그는 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)에서 객원 강사로 대기 전기학 강의를 하기도 했습니다. 1918년에는 전기 기상학 강독교수(Reader)로, 1925년에는 자연철학 잭슨 교수(Jacksonian Professor of Natural Philosophy)로 임명되었습니다.
1906년, 윌슨은 우주 방사선이 명확한 이유 없이 응결을 일으키는 이온을 생성한다는 가설을 세웠습니다.
윌슨은 X선, 이온화, 뇌우 형성 및 기타 기상 현상을 포함한 주제로 기상학 및 물리학에 관한 수많은 논문을 발표했습니다. 윌슨은 또한 공식적인 발견보다 65년 앞선 1924년에 스프라이트(sprite)를 관찰했을 수도 있습니다. 날씨는 벤 네비스에서의 초기 관찰부터 뇌우에 관한 마지막 논문에 이르기까지 그의 경력 전반에 걸쳐 그의 연구 중심이었습니다.
구름 상자
구름 상자의 발명은 단연 윌슨의 가장 대표적인 업적으로, 1927년 노벨 물리학상을 안겨주었습니다. 카벤디시 연구소는 그가 "이온화된 기체의 특성을 조사하는 새롭고 놀라운 방법"을 만든 것을 높이 평가했습니다. 구름 상자는 아원자 입자 연구와 전반적인 입자 물리학 분야에서 거대한 실험적 도약을 가능하게 했습니다. 일부는 입자 연구를 가능하게 만든 공로를 윌슨에게 돌리기도 합니다.
윌슨은 나중에 방사능에 의해 생성된 이온 위로 응결을 유도하여 자신의 상자 안에 구름 궤적을 만드는 실험을 했습니다. 그가 만든 구름 상자 중 몇 개는 여전히 남아 있습니다.
회고적으로 볼 때, 윌슨의 실험 방법은 학자들의 관심을 어느 정도 받았습니다.
"분석적" 과학자와 "형태학적" 과학자 사이의 분열이 특징인 과학적 탐구 시대에, 윌슨의 탐구 방법은 하이브리드적인 성격을 띠었습니다. 일부 과학자들은 현상이 순수한 자연 상태에서 관찰되어야 한다고 믿었지만, 다른 과학자들은 실험실에서 통제된 실험을 탐구의 주요 방법으로 제안했습니다. 윌슨은 자신의 실험과 조사에서 두 가지 방법을 조합하여 사용했습니다. 윌슨의 연구는 "이전에는 간접적으로만 추론할 수 있었던 특성을 가진 것들을 볼 수 있게 만들었습니다."
윌슨은 "물리학계의 마지막 위대한 개인 실험가 중 한 명"으로 불리기도 했습니다. 그는 구름 상자를 다양한 방식으로 사용하여 아원자 입자와 X선과 같은 것들의 작동 원리를 입증했습니다. 하지만 그의 주된 관심사와 논문의 주된 주제는 기상학이었습니다.
개인 생활 및 사망
1908년, 윌슨은 글래스고 출신 목사의 딸인 제시 프레이저(Jessie Fraser)와 결혼했습니다. 그들에게는 네 명의 자녀가 있었습니다. 그의 가족은 그를 인내심 많고 호기심이 강하며 집 근처 언덕에서 산책하는 것을 좋아하는 사람으로 기억합니다.
윌슨은 1959년 11월 15일 칼롭스(Carlops)의 자택에서 90세의 나이로 가족들이 지켜보는 가운데 사망했습니다.
인정
### 회원 자격
### 수상
### 서훈
기념
달의 윌슨 크레이터(Wilson crater)는 그와 알렉산더 윌슨(Alexander Wilson), 랄프 엘머 윌슨(Ralph Elmer Wilson)의 이름을 따서 명명되었습니다. 핵폭발과 같은 큰 폭발 후에 발생하는 윌슨 응결 구름(Wilson Condensation Cloud) 형성은 그의 이름을 딴 것입니다. 캠브리지 시드니 서섹스 칼리지의 과학 협회인 윌슨 소사이어티(The Wilson Society)와 왕립 기상학회의 대기 전기학 특별 관심 그룹인 CTR 윌슨 대기 전기학 연구소(CTR Wilson Institute for Atmospheric Electricity)도 그의 이름을 딴 것입니다.
C.T.R. 윌슨의 기록물은 글래스고 대학교 기록보관소(Archives of the University of Glasgow)에서 관리하고 있습니다.
1996년, 윌슨을 기리기 위해 그의 출생지인 크로스하우스 농장(Crosshouse Farm) 근처의 플로터스톤(Flotterstone)에 특별히 제작된 돌무더기(cairn)에 파란색 명판이 설치되었습니다.
2012년, 에든버러 왕립 학회(Royal Society of Edinburgh)는 윌슨을 기리는 회의를 개최하여 그를 "위대한 스코틀랜드 물리학자"로 칭했습니다.
