라르스 온사게르 (Lars Onsager) by 바죠

Lars Onsager (1903-1976)
https://en.wikipedia.org/wiki/Lars_Onsager


노르웨이 태생의 온사게르 박사는 매우 독특한 에피소드를 가지면서 대학교 교수직을 수행하면서 심도있는 물리화학 연구를 수행했다. 소위 전설 속에서나 볼 수 있는 내용들이다.

1925년 디바이[Peter Debye, Nobel Prize in Chemistry (1936), 쌍극자 단위, 고체 비열에 대한 디바이 모델] 교수 논문의 문제점을 지적한다. 23세의 나이로 42세 교수, 디바이 교수, 당신 논문은 틀렸습니다.  아주 쿨한, 너무나도 쿨한 디바이 교수는 온사게르에게 자신을 도와주는 사람으로서 ETH 에서 일하는 것을 제안하게된다. 

1928년 온사게르는 존스홉킨스 대학교 교수로 자리를 옮긴다. 신입생들에게 화학을 강의했는데, 그는 한  학기만에 해고되었다.   

브라운 대학교 교수로 옮겼지만, 강의는 역시 마찬가지, 아무도 못 알아듯는 강의를 하게된다. 대공황 발생으로 재정상태가 좋지 못한 브라운 대학교는 연구는 잘하지만, 강의를 잘 못하시는 분 우선으로 해고를 하게된다. 여기에 온사게르 교수가 포함된다.  

이번에는 예일 대학교로 옮기게된다. 예일 대학교에서도 마찬가지 아무도 못 알아듯는 강의를 계속한다. 문제는 예일 대학교에서 포스닥으로 일하게된다는 것이다. 이곳에서 그는 자신에게 박사학위가 없다는 것을 알게된다. 모국 노르웨이 소재 NTH에 박사학위 청구 논문을 제출했지만, 그것이 그곳에서 통과되지 못했었던 것이다. 그 이유는 박사학위 논문으로 부족하다는 것이였다. 결국, 예일 대학교에서 박사학위 논문을 제출하게 된다. 하지만, 화학과 그리고 물리학과 교수들이 난색을 표시한다. 논문이 너무나도 수학적인 것이였다. 만약 화학과에서 박사학위를 주지 않는다면 수학과 교수들은 그에게 수학 박사학위를 주겠다고 말한 것이다. 매우 훌륭한 논문이라는 것이 그 이유었다. 그래서, 울며 겨자먹기로 1935년 화학과에서 박사학위를 받게된다. 그런데, 그는 1934년 예일 대학교 교수로 이미 임명되었다. 왜냐하면 매우 뛰어난 연구자이니까. 1940년에는 승진한다. 1944년 통계 물리학의 중요한 이론적 문제 중 하나인 2차원 이징모델의 해석적 해를 구하는데 성공한다. 1945년 미국인이된다. 1968년 노벨 화학상을 단독 수상한다. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1968/
"for the discovery of the reciprocal relations bearing his name, which are fundamental for the thermodynamics of irreversible processes".

박사 학위과정 학생중에 Stefan Machlup이란 학생이 있었다. 그들은 1953년 소위 Onsager-Machlup action을 발표했다. 특정 온도하에서, 특정 시간 동안, 상호작용하는 미시적 입자들의 이동경로가 실현될 수 있는 이론적 확률을 제시한다. 모든 경로가 다 같지 않다. 특별한 경로는 더 많은 실현 가능성을 가지게 된다. 소위 Onsager-Machlup action 값이 작을수록 더 높은 실현 확률을 가지게 된다. Onsager-Machlup action은 에너지 단위를 가지게 된다. 고전 action 은 hbar와 같은 단위를 가지게된다. 이러한 상황은 몬테칼로 계산에서와 같이 에너지가 낮은 상태가 주어진 온도에서 더 많이 실현될 확률을 가지는 것과 같다. 두 가지 경우 동일한 수학적 형식을 따른다. 에너지 값 대신에 Onsager-Machlup action 값으로 대치된 것과 같다.  

질량 항이 마찰 항 보다 작은 경우, 랑쥐방 방정식은 아래와 같이 적어진다. 이러한 경우, 시스템은 에너지가 낮을수록 더 많이 발견되는데, 그 확률은 정확하게 볼츠만 분포를 따르게 된다. 이러한 상황에서 입자들은 움직이게 되고 경로를 만들게 된다. 경로의 시작 xi, 경로의 마지막 점은 xf 로 표시될 수 있다. 이 때, 소요된 시간은 t 로 나타낼 수 있다. 이렇게 한정된 경로가 발견될 확률은 P(xf|xi; t) 로 표시하고 아래와 같다.


 
https://en.wikipedia.org/wiki/Onsager%E2%80%93Machlup_function
https://en.wikipedia.org/wiki/Onsager_reciprocal_relations
https://en.wikipedia.org/wiki/Langevin_equation






 

덧글

  • 2017/03/14 12:11 # 삭제 답글

    넘 재밌습니다. 이런것 자주 올려주세요ㅋㅋ
  • 바죠 2017/03/14 13:25 #

    안녕하세요?
    오랜만입니다. 나름 재미있는 내용입니다. (위키피디아에서 얻어온 내용입니다.)
    이 분이 고체물리학에 잠깐 등장하는데, 통계물리학에도 잠깐 등장하는데, 그렇게 유명한 분은 아니지만, 그래도 노벨상 수상자입니다.


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