안녕 여시들~!~!~!~!~!~!~!~!~!~!
댓글러 여시가 쩌리라는 대형 게시판에 용기내서 글을 써봐 ㅋㅋㅋㅋ 요즘 양자역학에 대해서 흥미를 가지고 이런 저런 동영상을 찾아보다가 나름대로 명쾌하게 이해하게 되어서 글을 써봐.
알다가도 모르겠는 양자역학....
뭔소리야 이게... 그래서 슈뢰딩거 고양이 죽은거야 산거야.. ? ㅠㅠ 하하하하하하하?
나의 두뇌로는 무리인가 ....?
나도 얼마 전까진 이런 상태였어. 알 것 같으면서도 ㅋㅋㅋ 이해가 안되는...
설명 들으면 여시들도 충분히 이해할 수 있을거야. 참고로 나는 이 분야의 전문가는 아니니 내가 틀리게 해석한 부분이 있다면 지적해줘!
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보통 양자역학을 설명할 때 이 발견이 어떻게 이루어졌는지 과학자들의 실험이나 해석에 따라 시간 순서대로 설명하는데, 나는 그러지 않고 현대 물리학이 결과적으로 양자역학을 어떻게 해석하고 있는지에 대해서 바로 설명할게. 이랬으면 나도 이해가 빨랏을 거 같거든 ㅋㅋㅋㅋ
양자역학에 따르면 이 세계에 있는 모든 물질들은 기본적으로 입자가 아닌 파동상태로 존재해. 읭 이게 무슨 소리야?
일단. 모든 물질은 원자로 이루어져 있어.
우리가 생각하는 원자는 이런 거잖아? 근데 모든 물질이, 원자가 ... 파동으로 존재한다고? 파동으로 존재하는게 뭘까?..
여시들. 파동하면 물결이 떠오르지?
이런 물결 말이야!
파동으로 존재한다는 건 개체가 물결로 존재한다는 말이 아니라 '확률 파동' 으로 존재한다고 이해하면 돼.
확률 파동이 뭐냐고?
존재가 확률적으로 안개처럼 흩어져 있는거지. 실제 안개처럼 입자들이 쪼개져 흩어져 있는 건 아니고...
어디에나 있을 수 있는 '가능성'이 흩어져 있다고 생각하면 돼.
우리가 눈에 보는 것들은 100%로 존재하는 것들이지만,
확률 파동으로 존재한다는 것은 여기에는 15% 저기에는 2% 이런 식으로 존재하는 걸 말해.
이게 ..가능하긴 한건가? 싶을거야!
우리가 이 개념을 낯설게 여기는 건 당연해! 아주 오랫동안 거시세계에 살면서 고정된 값을 가지고 사는데에 익숙하거든.
이 사진은 양자역학이 발전됨에 따라 바뀐 원자 모형도야. 현재 모형을 보면 전자가 입자처럼 고정되어있는 것이 아니라, 안개처럼 흩뿌려져서 표현되었음을 알 수 있어! 저기에 안개처럼 표현된 건 존재할 수 있는 가능성의 확률이야.
아무튼 이 확률 파동으로 물체가 존재하는 상태를 '중첩 상태' 라고 불러!
우리는 중첩 상태를 절대 절대 눈으로든 무엇으로든 관측할 수 없어.
중첩상태가 있는 증거만 간접적으로 경험할 수 있을 뿐이야.
왜냐구? 중첩 상태에 놓여진 개체가 외부의 입자와 충돌하는 그 순간 고정된 위치와 운동값을 가지게 되거든!
즉 확률파동에서 입자가 되어버렸다는 거야. 좀 더 쉽게 설명해줄게.
우리의 눈이 무엇을 본다는 건, 빛이 물체의 표면에 닿고 그중의 일부가 튕겨져 나와 그중 가시광선 만이 우리의 눈에 들어오는 생각보다 복잡한 과정이 선행되어야 해.
그런데 아까 '확률 파동'이 입자가 되는 순간이 언제라고 했지?
외부의 입자와 충돌하는 그 순간 고정된 위치와 운동값을 가진 입자가 된다고 했지!
우리가 눈으로 중첩 상태를 관측할 수 없는 이유는 물체를 관측하려면 물체에 빛 입자가 닿는 것이 필연적이기 때문이야.
즉, 확률 파동에 입자가 닿는 순간 입자가 되어버리기 때문에,
우리의 눈으로는 절대 절대 이 신비한 상태를 관찰할 수 없는거지.
잘 이해가 안가도 계속 따라와줘!!!!
양자역학하면 빼놓을 수 없는 '영의 이중슬릿 실험' 이 바로 이 중첩 상태에 대한 실험이야.
이 실험은 빛이 파동이나 입자냐 과학자들의 수 없는 논쟁을 통하다가 나오게 된 실험이야.
뉴튼에 의해서 빛이 알갱이 즉 입자라는 것이 정설로 받아들여지고 있었는데,
이중 슬릿의 실험 결과 빛이 파동처럼 행동하는 것이 밝혀진거야!
결론적으로 말하자면, 빛은 입자처럼 행동하기도 하고 파동처럼 행동하기도 해!
입자처럼 행동하고 파동처럼 행동한다는 게 무엇일까?
두개의 구멍이 뚫려있는 판에 탁구공을 막 쏜다고 가정해보자.
그럼 구멍이 뚫린 판 뒤에는 일자로 탁구공이 계속해서 맞겠지?
저 그림처럼 말이야.
입자는 마치 이 탁구공 처럼 움직여.
그럼 파동은 어떨까?
파동은 입자와 다르게 '간섭 무늬'라는 것을 남기게 되는데, 사진과 같이 여러줄로 표현이돼.
파동하면 뭐가 떠올라? 아까 물결이 떠오르지?? 파도를 예로 들어보자!
서로의 물결이 서로에게 간섭해 '간섭 무늬' 를 낳고 있어! 서로 물결이 겹치는 현상이 보이지?
이걸 움직이는 짤로 한번 봐보자.
여시들 여기서 >>>>이쪽 부분을 잘 봐줘>>>>
파도가 끼리 만나면서 겹친 부분은 더 세기가 쎄져서 빨간색이 되고, 겹치지 않은 부분은 상쇄되어서 사라지고 있어!
이 무늬를 '간섭 무늬' 라고 해.
빛이 입자인 줄 알았더니 이 실험을 했는데 파동에게서만 나오는 '간섭무늬'가 나온거야!!!!
그래서 과학자들은 전자로도 이 실험을 하기로 했어.
모든 빛을 차단하고, 진공상태로 만든 실험장치 안에서 전자를 이중슬릿에 발사했어!
결과는 어땟을까?
엥? 전자가 벽에 '간섭무늬'를 만들며 파동처럼 행동하는 게 아니겠어???????????
?????????????????????????
당시 과학자들 반응 : 빛이 파동인지 입자인지 그게 궁금했을 뿐인데... 전자가 파동이라고요? (당황)
그렇지만 ..... 우리의 정말 뛰어난 기술로
전자가 어떻게 파동처럼 행동하는지 이중슬릿 앞에 카메라를 두면 되지!ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
그런데... 아니 팔... 어떻게 행동하는지 관찰하려고 하니까 간섭무늬가 사라지고 입자처럼 행동하네?
뭐 어쩌라는거야..?
전자가 우리가 보고있는지 어떻게 알고 입자처럼 행동했다가 파동처럼 행동했다가 지맘대로야?
이게 말이돼?
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여시들 내가 처음에 시작할 때 한 말 기억나? 중첩 상태의 확률 파동이 입자로 결정되는 순간이 언제라고 했지?????
외부의 입자와 충돌하는 순간이라고 했지?
중첩 상태에 놓여진 개체가 외부의 입자와 충돌하는 그 순간 고정된 위치와 운동값을 가지게 된다고 !!!
그래서 즉 우리가 어떻게 보고있는지 알고 전자가 행동을 바꾼게 아니라
전자를 관측하기 위해서 우리가 설치한 카메라로 인해, 전자에 빛 입자가 부딪히게 되어서 전자가 확률 파동이 없어진거야!
이걸 이해하지 못한 물리학자들과 우리들은 '확률 파동'이란 개념을 이해하지 못했던거지.
그럼 이제 슈뢰딩거의 고양이를 살펴볼까?
슈뢰딩거의 고양이는 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 증명해 보이려고 고안한 사고 실험이다. 고양이가 상자 속에 갇혀 있다. 이 상자에는 방사성 핵이 들어 있는 기계와 독가스가 들어 있는 통이 연결되어 있다. 실험을 시작할 때 한 시간 안에 핵이 붕괴할 확률을 50%가 되도록 조정한다. 만약 핵이 붕괴하면 독가스가 방출되어 고양이가 죽는다. 슈뢰딩거는 이 상황에서 파동함수의 표현이 고양이가 살아 있는 상태와 죽은 상태의 결합으로 나타나는 것을 비판하며 "죽었으며 동시에 살아 있는 고양이"는 실제로 존재하지 않는다는 사실에서 양자역학이 불완전하며 현실적이지 않다고 생각했다.
- 네이버 지식백과 슈뢰딩거의 고양이
양자역학의 신비함을 말하기 위해 보통 이 실험을 많이 얘기하는데,
사실은 슈뢰딩거는 양자역학의 말도안되는 주장을 반박하기 위해서 이 사고실험을 한거야.
이제 확률 파동의 원리를 알게된 우리는 뭐라고 이 사고실험을 반박할 수 있을까?
고양이는 이미 우리가 관측하기 전에, 고양이 주변을 둘러싼 입자들이 고양이에 부딪히면서 측정되고 있다!
그러므로 고양이는 우리의 관측 유무에 따라서 죽고 사는 것이 아니라 이미 그 상태가 결정되어있다.
이렇게 반박할 수 있겠지?
아인슈타인이 죽기전까지 양자역학을 부정하면서 이렇게 비아냥 댓어.
하늘에 떠있는 달은 내가 보지 않는 동안에는 확률 파동으로 존재하다가
내가 보는 그 순간, 내가 본다는 정보가 빛보다 빠르게 전달되어서 달의 위치가 결정되는 거냐?ㅋㅋㅋ
내 이론에 따르면 세상에 빛보다 빠른 것은 있을 수 없는데, 니들이 주장하는게 얼마나 말도안되는 소린지.. 쯧
이제 우리는 아인슈타인을 반박할 수 있겠지?
달은 아인슈타인 너가 보기 이전에도 이미 달 주변에 부딪히고 있는 입자들로 인해 그 상태가 측정되고 있다고.
그러므로 달은 중첩 상태를 띄지 않는다고 말이야.
당연한 말이지만 달은 우리가 보지 않는 순간에도 항상 존재해.
이 중첩상태가 다른 입자와의 부딪힘으로 깨져서 입자가되는 현상을 '결 어긋남' 이라고 불러.
확률 파동의 결이 어긋나서 입자의 상태가 되었다는 것을 뜻해.
달이나 인간, 즉 우리가 체험하는 공간인 거시세계에서는
이미 너무 많은 입자들의 부딪힘으로 인해 항상 측정되고 있기 때문에
결 어긋남의 확률이 100%에 가까워져서 우리는 중첩상태로 존재할 수 없는거야!
실제 1999년에 전자 한 알을 쏘는게 아니라 이렇게 생긴 탄소원자 60개를 모아서 만든 분자를 이중슬릿에 쏘는 실험을 했어
과연 이렇게 큰 알갱이도 두개의 슬릿을 통과해 간섭무늬가 나올까 하는 것이었지.
우리에겐 엄청 작은거지만 물리학자들에겐 이게 고양이나 다를 바 없었어 ㅋㅋㅋ
결과적으론 간섭무늬가 나왔고 점점 더 큰 구조를 가진 것들로 실험을 시도하는 중인가봐.
먼 미래에는 아메바로도 성공할 수 있지 않을까?
간섭무늬가 나오려면 일단 실험체가 벽면까지 도달하는 동안 입자를 만나면 안되기 때문에
빛 입자도 없는 완전한 암흑이여야 하고, 진공상태여야만 해.
그런데 현대 과학기술로는 아직 완벽한 진공상태를 만드는 것은 불가능하고 완전에 가까운 정도로만 가능하기 때문에
이 정도 크기의 분자밖에 성공을 못하는거야 ㅋㅋㅋ
진짜 진짜 불가능에 가깝지만~~~
만약 인간도 외부의 다른 입자와 전혀 부딪히지 않고 존재할 수 있다면 중첩 상태로 존재할 거고,
이중슬릿을 동시에 통과하면서 간섭무늬를 만들어 낼 수도 있어 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
진짜 완전 흥미돋이지 않아?
이제 양자역학에 대해서 누가 물어보면 자신있게 대답할 수 있겠지?
마지막으로 멋있는 말 남기고 갈게.
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"온 우주는 주체로서 하나의 존재를 맞이한다.
그리고 하나의 존재는 온 우주로서 증명된다."
-Yeosungsidea Hanamura-
나 완전 소나무임 ? ㅋㅋㅋㅋ 친구가 미쳤대