찬드라 세카라 벤카타 라만 의
라만 효과를 발견한 찬드라세카라 벤카타 라만은 오늘날 에딘버러 인스트루먼트가 제조하는 현대식 라만 현미경의 기초를 닦은 인물입니다.
과학에 대한 열정과 잠재력이 분명했지만 라만의 가족은 빚을 지고 있었고 그의 형은 고임금을 받을 수 있는 공무원이 되라고 설득했습니다. 이후 10년 동안 라만은 인도 재무부에서 일했고, 여가 시간에는 인도 과학 육성협회에서 현악기와 드럼의 물리학을 연구했습니다. 또한 현재 거주하고 있는 캘커타에서 대중 강연을 하기도 했습니다. 이러한 강의는 파트타임 연구와 결합되어 많은 관심을 끌었고 1917년 캘커타 대학교는 그에게 팔릿 물리학 의장을 제안했습니다. 28세의 나이에 급여를 삭감한 라만은 마침내 풀타임 과학자로 자리를 옮겼습니다. 라만은 박사 학위도 없었고 해외 유학 경험도 없었기 때문에 이러한 움직임은 대학에 약간의 긴장감을 불러일으켰습니다. 1921년 그는 수많은 명예 박사 학위 중 첫 번째 학위를 받았습니다.
Figure 3: First Raman instrument (Photo – Indian Association for the Cultivation of Sciences)
라만은 산란광 연구에 대한 영감을 바다에서 얻었습니다. 라만은 바다의 색이 단순히 하늘의 색을 반사한 것이라는 레이리의 발견을 믿지 못했습니다. 1921년 프리즘과 분광기, 회절 격자만 갖춘 채 유럽에서 인도로 돌아온 그는 바다가 실제로 빛을 산란시킨다는 결론을 내렸습니다. 라만은 자신의 발견을 Nature 저널에 편지로 보고하고 연구소의 연구를 빛의 산란에 집중했습니다. 레이리 산란은 탄성이 있어 빛의 광자가 에너지를 잃지 않고 빛이 같은 색을 유지하므로 바다가 파란색인 이유를 설명할 수 있습니다. 라만은 광자의 에너지가 변화하여 다른 색의 빛이 관찰되는 비탄성 산란을 연구하는 데 더 관심이 있었습니다.
라만과 그의 학생들은 1923년 단색광으로 다양한 액체를 테스트할 때 라만 산란이라고 불리는 이 새로운 현상을 처음 발견했습니다. 1927년 그들은 글리세롤에 의해 산란된 빛이 강한 색 변화를 일으키는 것을 발견했고, 중요한 것은 산란된 빛이 편광되어 형광이 아니라는 사실에 주목했습니다. 1928년 2월 28일, 라만과 크리슈난(라만의 공동 발견자)은 라만의 발명품인 분광기를 사용하여 입사광과 분리된 이 새로운 산란에 대한 최초의 스펙트럼을 얻었습니다. 이것이 라만 효과로 알려지게 되었고, 1930년 라만은 이 발견으로 노벨 물리학상을 수상했습니다. 1924년 앞으로의 계획이 무엇이냐는 질문에 그는 “당연히 노벨상”이라고 재빨리 대답할 정도로 운명은 이미 그에게 예정되어 있었습니다. 1930년에는 11월 수상자 발표가 있기 훨씬 전인 7월에 스웨덴행 비행기 표를 예약할 정도로 자신감이 넘쳤습니다.
Figure 4: Nobel Prize Award Ceremony 1930, from left Raman (physics), Fischer (chemistry) Landsteiner (medicine), and Lewis (literature).
라만은 매우 높은 평가를 받는 과학자였으며, 그의 노벨상 후보 지명 뒤에는 러더퍼드 경이 있었습니다. 그는 1929년 이 발견으로 기사 작위를 받았으며 평생 동안 과학상을 계속 수상했습니다. 라만 효과가 공식적으로 발견된 날인 2월 28일은 인도에서 매년 국립 과학의 날로 기념하고 있습니다. 1948년 라만은 방갈로르에 라만 연구소를 설립하여 1970년 사망할 때까지 그곳에서 일했습니다.
라만 분광법은 처음 발견된 이래로 연구와 개발의 길을 계속 걸어왔습니다. 암 연구부터 재료, 제약에 이르기까지 모든 응용 분야에서 사용되고 있습니다. 라만 기기는 소형 휴대용 분광기부터 Edinburgh Instruments에서 제조한 것과 같은 연구용 라만 현미경에 이르기까지 다양합니다.
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