펠릭스 블로흐(Felix Bloch, 1905년 10월 23일 ~ 1983년 11월 10일)는 스위스 태생의 이론물리학자로, 주로 미국에서 활동하였다. 1952년 에드워드 밀스 퍼셀과 함께 핵자기 공명(NMR)의 정밀 측정 방법을 개발한 공로로 노벨 물리학상을 수상하였다.
생애
블로흐는 스위스 취리히의 유대인 가정에서 태어났다. 취리히 연방 공과대학교(ETH 취리히)에서 처음에는 공학을 공부하였으나 이후 물리학으로 전공을 변경하였고, 이 시기에 페터 디바이, 헤르만 바일, 에르빈 슈뢰딩거의 강의를 수강하였다. 1927년 졸업 후 라이프치히 대학교에서 베르너 하이젠베르크의 지도 아래 연구를 계속하였고, 1928년 박사 학위를 취득하였다. 그의 박사 학위 논문은 결정 격자 내 전자의 거동을 기술하는 양자 이론을 정립한 것으로, 이는 이후 '블로흐 파'(Bloch wave)로 알려지게 되었다.
이후 블로흐는 취리히에서 볼프강 파울리, 코펜하겐에서 닐스 보어, 로마에서 엔리코 페르미 등 당대 최고의 물리학자들과 함께 연구를 수행하였다. 1933년 아돌프 히틀러의 집권 이후 독일을 떠났고, 1934년 미국으로 이민하여 스탠퍼드 대학교 교수진에 합류하였다. 1939년 미국에 귀화하였다.
제2차 세계 대전 중에는 로스앨러모스 연구소에서 원자폭탄 개발 프로젝트에 잠시 참여하였으며, 이후 하버드 대학교의 레이다 프로젝트에 합류하였다.
주요 업적
블로흐는 응집물질 물리학과 자기학 분야에서 여러 중요한 이론적 기여를 하였다.
- 블로흐 파(Bloch wave): 결정 격자 내 전자의 양자역학적 거동을 기술하는 파동함수.
- 블로흐 정리(Bloch's theorem): 주기적 퍼텐셜 내에서 전자의 에너지 준위를 설명하는 정리.
- 블로흐 벽(Bloch wall): 강자성체 내에서 서로 다른 방향의 자화 영역 사이의 경계면.
- 블로흐 방정식(Bloch equations): 핵 자화의 시간에 따른 변화를 설명하는 현상학적 방정식.
- 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR): 자기장 내 원자핵이 특정 주파수의 전자기파를 흡수·방출하는 현상으로, MRI(자기공명영상)의 기본 원리가 되었다.
1946년 블로흐 방정식을 제안하였고, 퍼셀과 함께 핵자기 공명 연구로 1952년 노벨 물리학상을 공동 수상하였다.
CERN 및 후반기
1954년부터 1955년까지 유럽 입자 물리학 연구소인 CERN(유럽 핵 연구 기구)의 초대 소장(Director-General)을 역임하였다. 이후 스탠퍼드 대학교로 복귀하여 1961년 막스 스타인 물리학 교수직에 임명되었고, 1971년 은퇴하였다. 1983년 취리히에서 향년 77세로 사망하였다.
가족
1940년 엑스선 결정학을 연구하던 물리학자 로레 클라라 미슈(Lore Clara Misch)와 결혼하였으며, 4명의 자녀를 두었다.
