네이선 로젠(히브리어: נתן רוזן, 영어: Nathan Rosen, 1909년 3월 22일~1995년 12월 18일)은 미국 태생의 이론물리학자로, 미국과 이스라엘 국적을 가지고 활동하였다. 그는 수소 분자의 구조 연구와 함께 알베르트 아인슈타인, 보리스 포돌스키와의 공동 연구로 널리 알려져 있다.
생애 및 학력
네이선 로젠은 1909년 3월 22일 미국 뉴욕 브루클린의 유대인 가정에서 태어났다. 대공황 기간 중 매사추세츠 공과대학교(MIT)에서 전기 기계 공학 학사 학위를 취득하였고, 이후 물리학 석사 및 박사 학위를 받았다. 박사 지도교수는 존 클라크 슬레이터(John Clarke Slater)였다. 학생 시절 그는 제임스 채드윅이 중성자를 발견하기 1년 전인 1931년, 양성자와 전자의 결합으로 중성자를 설명하려는 이론 논문을 발표하기도 하였다.
EPR 역설 및 아인슈타인과의 협업
1934년, 로젠은 프린스턴 고등연구소에서 알베르트 아인슈타인의 조수로 합류하여 1936년까지 협업하였다. 1935년 5월, 아인슈타인, 포돌스키, 로젠은 공동 논문 "Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?"(《물리적 실재에 대한 양자역학적 기술이 완전하다고 간주될 수 있는가?》)를 발표하였는데, 이는 얽힌 파동 함수와 국소성 원리의 문제를 제기한 유명한 EPR 역설(아인슈타인-포돌스키-로젠 역설)로 알려져 있다. 같은 해 7월, 아인슈타인과 로젠은 일반 상대성이론을 바탕으로 시공간이 다리 형태로 접힌 구조를 제안한 논문을 발표하였으며, 이 개념은 이후 아인슈타인-로젠 다리(Einstein-Rosen bridge)로 불리며 최초의 이론적 웜홀 모델로 평가된다.
주요 학문적 기여
로젠의 주요 학문적 기여는 다음과 같다.
- 수소 분자 구조 연구: 분자 내 전자쌍이 명확한 개별 양자수를 갖지 않지만 순수 상태(pure state)를 유지하는 현상을 파동 함수의 "얽힘"(entanglement) 개념으로 공식화하였다.
- EPR 역설: 양자역학의 완전성과 국소적 실재론에 대한 사고 실험을 제시하여 현대 양자 정보 이론의 철학적·물리학적 기초를 마련하였다.
- 아인슈타인-로젠 다리: 일반 상대성이론의 장방정식 해를 통해 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 시공간 통로(웜홀) 개념을 최초로 제안하였다.
- 이중 계량 중력 이론(bimetric gravity theory): 일반 상대성이론의 특이점과 비국소성 문제를 해결하기 위해 두 개의 계량 텐서를 도입한 대안 중력 이론을 1940년부터 1989년까지 일련의 논문으로 발전시켰으나, 1992년 상충되는 펄서 관측 데이터로 인해 이론은 받아들여지지 않았다.
- 로젠-모스 포텐셜(Rosen-Morse potential): 양자역학적 포텐셜 모형 중 하나로 그의 이름이 붙었다.
경력 및 후반기 활동
1936년부터 2년간 소련 키이우 대학에서 연구하였고, 1941년부터 1952년까지 노스캐롤라이나 대학교 채플힐에서 교수로 재직하였다. 1953년 이스라엘로 영구 이주하여 하이파에 있는 테크니온(이스라엘 공과대학교)에 합류하였고, 이후 아셰르 페레스(Asher Peres) 등 후학을 지도하였다. 1970년대에는 네게브 벤구리온 대학교의 총장을 역임하였다. 또한 이스라엘 인문과학 아카데미와 이스라엘 물리 학회(1955~1957년 회장) 및 국제 일반 상대론 및 중력 학회(1974~1977년 회장) 설립에 참여하는 등 학계 발전에 기여하였다.
로젠은 1995년 12월 18일 이스라엘 하이파의 자택에서 86세의 나이로 사망하였다.
