"양자 역학, 오묘한 너란 녀석!"을 나눠 포스팅하는 겁니다.
기존의 고전 역학과 어떤 차이가 있으며, 도대체 이것이 무엇이길래 파인만이 '아무도 이해할 수 없다'고 한 것일까?
현대 물리학의 기초인 양자 역학은 원자와 같은 미시 세계 물체의 운동을 연구하는 학문이다. 더 쉽게 말하면, 전자의 운동을 설명하는 이론이다. 그럼 원자란 무엇인가? 우리 주위의 모든 것은 원자로 이루어져 있으며, 인간인 우리도 원자로 이루어져 있다. 다만, 원자 하나의 크기(0.00000001cm)는 아아아아아아아아아아아아아아주 작은 데다가 원자 내에서 일어나는 일들은 우리의 상식 밖이다. 즉, 고전 역학으로는 원자의 체계를 설명할 수 없다는 말이다.
서로 다른 전하를 띠는 원자핵과 전자. 원자핵 주위를 도는 전자는 전기적으로 인력이 작용해 원자핵에 들러붙거나 궤도운동을 할 수 있다. 고전 역학적인 관점에서 보면 전자기법칙에 따라 궤도운동을 하는 전자들은 원자핵과 충돌하여 소멸해야 한다. 궤도운동은 가속운동인데, 가속하는 전하는 전자기파를 발생시키며 에너지를 잃기 때문이다. 그렇다면 모든 원자는 순식간에 소멸해야 한다. 우리의 몸도 원자로 이루어져 있기 때문에 사라져야 한다. 헐! 이런 모순!! 이렇게 고전 역학으로 미시 세계를 설명할 수가 없다.
위 이미지는 닐스 보어의 원자 모형이다. 보어는 전자가 특정한 궤도를 따르지만 어떠한 빛도 방출하지 않는다고 제시했다. 전자가 띄엄띄엄 궤도를 지니고 있는 것을 정상 상태 또는 정상파라고 부르고, 이 정상 상태일 때는 어떠한 빛도 흡수하거나 방출하지 않는다는 것이다. 이렇게 궤도가 띄엄띄엄 반지름을 갖는 걸 '전자 궤도의 양자화'라 부르고, 그래서 이 학문을 양자 역학이라고 한다. (양자: 띄엄띄엄한 값을 갖는 물리량) 그렇다면 전자는 언제 빛을 흡수하고 방출할까? 궤도를 변경할 때만 가능하다! 전자가 제 궤도에서 다른 궤도로 도약할 때 빛을 흡수거나 방출하게 된다.
하지만 보어는 이 독특한 궤도의 이유를 설명하지 못했다. 왜냐고? 과학자들은 전자가 입자라고 생각했기 때문이다. 입자는 어떤 시간에 한 장소에 존재하므로 위치와 속도 등 운동을 정확히 기술할 수 있어야 한다. 하지만 누구도 전자가 다른 궤도로 이동할 때의 위치와 속도를 알아낼 수 없었다. 이후 루이 드 브로이가 "파동으로 알았던 빛이 입자처럼 행동한다면, 입자라고 알고 있는 전자도 어쩌면 파동처럼 행동할 것이다"라고 이야기한다. 만일 전자가 파동이라면, 보어의 특별한 궤도 규칙은 설명하기 쉬워진다. 파동은 정확한 위치를 알 수 없기 때문이다.
양자 역학 101, ④ 슈뢰딩거의 고양이와 관찰자 효과
[참고 링크]
슈뢰딩거의 고양이 https://namu.wiki/w/슈뢰딩거의%20고양이
양자역학의 해석 https://namu.wiki/w/양자역학의%20해석
불확정성 원리 https://namu.wiki/w/불확정성%20원리
Is light a particle or a wave? - Colm Kelleher https://youtu.be/J1yIApZtLos
Particles and waves: The central mystery of quantum mechanics - Chad Orzel https://youtu.be/Hk3fgjHNQ2Q
What is the Heisenberg Uncertainty Principle? - Chad Orzel https://youtu.be/TQKELOE9eY4
Schrödinger's cat: A thought experiment in quantum mechanics - Chad Orzel https://youtu.be/UjaAxUO6-Uw
What can Schrödinger's cat teach us about quantum mechanics? - Josh Samani https://youtu.be/z1GCnycbMeA
양자역학 두 번째 이야기 - 입자냐, 파동이냐! https://youtu.be/a4LsdqwZEaU
양자역학 세 번째 이야기 - 불확정성 https://youtu.be/0MT1rRvXcVU
양자역학 네 번째 이야기 - 슈뢰딩거의 고양이 https://youtu.be/39pGNND9ue4
양자역학 다섯 번째 이야기 - 정리 https://youtu.be/QlbKFqZjwEQ
빛의 물리학 5부 빛과 양자 #004 광자와 전자의 이중슬릿실험 https://youtu.be/yTVCLL_v4og
빛의 물리학 5부 빛과 양자 #005 불확정성 원리와 상보성 원리 https://youtu.be/H2NvGpc0OV8
두 얼굴의 양자역학 http://dongascience.donga.com/news/view/5820
슈뢰딩거 고양이는 누가 죽였나? http://dongascience.donga.com/news/view/5869
신은 주사위를 던진다 http://dongascience.donga.com/news/view/5928
두 마리 토끼를 잡기 위한 말다툼 http://dongascience.donga.com/news/view/5975
불확정성의 원리 직관적인 설명 https://youtu.be/IlnEAEKAarw
양자역학 없는 세상 http://dongascience.donga.com/news/view/6029
빨간 약을 먹으면 양자세계가 사라질까? http://dongascience.donga.com/news/view/6167
EBS 특별기획 통찰 - 자연의 예측 가능성 양자역학_#001 https://youtu.be/EmHIKMzkLTk
EBS 특별기획 통찰 - 자연의 예측 가능성 양자역학_#002 https://youtu.be/UVgsT1nweKc
EBS 특별기획 통찰 - 자연의 예측 가능성 양자역학_#003 https://youtu.be/--AUHJ28zX8
양자 역학 이중 슬릿 https://sir.kr/cm_free/1182673
Double Slit Experiment explained! https://youtu.be/A9tKncAdlHQ
Schrodinger's Cat https://youtu.be/dZsXu5QdZtc
SCHRÖDINGER'S CAT EXPLAINED https://youtu.be/OkVpMAbNOAo
양자역학에서의 관찰자 효과에 대한 사실 정리 http://bit.ly/2eOyrYm
양자역학에 대한 잘못된 이해들 http://sophistjin.tistory.com/543
관찰자 효과는 존재하지 않습니다 http://bit.ly/2eWN2ob
신이 부리는 요술, 관찰자 효과 http://bit.ly/2xngZFP
생각의 힘으로 우주를 바꾼다? http://dl.dongascience.com/magazine/view/S201304N031
Observer effect, do this mean literally someone or just any interaction with other matter? http://bit.ly/2xdMaCt
EBS 특별기획 통찰 - 인간의 예측 가능성 - 자유의지_#002 https://youtu.be/-klSzVcQEJU
과학 수다 (1) 양자 역학에 대해서 http://sciencebooks.tistory.com/282
Superposition ft. Schrodinger's Cat | Quantum Mechanics ep 2 https://youtu.be/pTX81MwxgSs
Quantum superposition of states and decoherence ogv https://youtu.be/tAIC-FkE2rs
양자역학의 양자택일 https://youtu.be/HIupJKzMag0
양자 얽힘 https://ko.wikipedia.org/wiki/양자_얽힘
Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel https://youtu.be/DbbWx2COU0E
동시성, 슈뢰딩거의 고양이, 양자얽힘 http://bit.ly/2xvutzl
Quantum Computing for Dummies https://youtu.be/lypnkNm0B4A
양자 컴퓨터 https://ko.wikipedia.org/wiki/양자_컴퓨터
Quantum Computing 101 https://youtu.be/jg8iCnQTLfM
Quantum Computers Explained – Limits of Human Technology https://youtu.be/JhHMJCUmq28
아인슈타인이 틀렸다.'양자 얽힘' 실험으로 증명 http://v.media.daum.net/v/20151022134608551
양자역학 상용화 어디까지 왔나? http://bit.ly/2xw4YxA
