"양자 역학, 오묘한 너란 녀석!"을 나눠 포스팅하는 겁니다.
코펜하겐 해석은 우리가 사는 거시 세계가 아닌 미시 세계에서만 이런 현상이 나타난다고 주장했다. 하지만, 에르빈 슈뢰딩거가 이에 반기를 든다. 양자 물리학은 거시 세계, 미시 세계를 포괄하는 모든 세계에 대한 이론이기 때문이다. 이런 점을 염두에 두고 슈뢰딩거는 거시 세계와 미시 세계를 연결하는 방법으로 슈뢰딩거의 고양이 실험을 한다. ('생각' 실험이었다.)
슈뢰딩거의 고양이는 바깥에선 안을 볼 수 없는 상자에 갇힌 고양이다. 이 상자 안에는 독극물 병, 원자 검출기, 그리고 원자 하나가 들어있다. 양자 역학에서 원자는 A 상태이면서 B 상태인 중첩 상태이다. 이때 A 상태에 있으면 검출기가 작동되어 독극물 병이 깨지고 B 상태에 있으면 아무 일도 일어나지 않는다. 슈뢰딩거의 고양이 실험은 미시 세계의 구성 요소(원자)와 거시 세계의 대상(고양이)이 결합하였을 때의 중첩 현상을 비유한 거다.
코펜하겐 해석에 의하면 이 원자는 A 상태이면서 동시에 B 상태일 수 있는 중첩 상태다. 그럼 독극물 병도 깨져있으면서 동시에 깨지지 않을 수 있다. 그럼, 고양이도 죽었으면서 동시에 살아있는 상태를 가져야 한다. 측정 전까지의 상태는 결정되지 않고, 측정한 순간 하나의 상태로 귀결된다고 했다. 고양이는 산 것도 죽은 것도 아닌 두 상태 모두에 해당하다가(관측 전까지는 중첩 상태), 상자를 열어 확인한 순간 살아있는 상태거나 죽어있는 상태 중 하나로 귀결되는 것인가? 고양이는 거시 세계에 속하는 덩어린데, 산 것도 죽은 것도 아닌 상태가 도대체 무엇인가? 이것이 '슈뢰딩거 고양이'의 역설이다.
슈뢰딩거 방정식으로 1933년 노벨물리학상을 수상한 슈뢰딩거는 슈뢰딩거의 고양이 역설을 발표하고 양자 역학의 체계를 세우는 데 큰 공헌을 하지만, 이 요상한 양자 역학을 버리고 생물학으로 인생의 방향을 틀어버렸다고 한다ㄲㄲㄲ 왠지 그의 마음을 이해할 것 같다.. 파도 파도 끝이 없는 양자 역학!
하지만, 1999년 고양이도 중첩 상태, 즉 두 상태로 있을 수 있다는 것이 실험으로 밝혀진다. 단, 100% 진공상태의 조건이 갖춰질 때만. 안톤 차일링거는 생각 실험이었던 '슈뢰딩거의 고양이'를 직접 실험해본다. 물론 고양이를 가지고 실험한 것은 아니고, 풀러렌(C60)이라는 거대 분자로 이중 슬릿 실험을 했다. 결과적으로 스크린에 간섭무늬를 발견함으로써 중첩 상태가 가능하다는 것을 밝혀냈다. 단, 이 역시도 절대 관측당하지(교란받지) 말아야 한다.
원자나 전자에 부딪히지 않을 100% 진공상태 조건을 만들 수만 있다면 '고양이'도 간섭 패턴이 나올 수 있다. 즉, 두 개의 슬릿을 동시에 지날 수 있다. 이해하긴 힘들지만, 죽은 것과 동시에 살아있는 고양이, 가능할 수 있다! 사실상 조건을 맞추는 것이 불가능해서 그렇지..ㄲㄲㄲ
쉬어가는 타임: 양자역학의 '관찰자 효과'가 생각의 힘을 증명하는가?
노에틱 사이언스를 연구하는 사람들은 슈뢰딩거 고양이의 생사를 결정하는 원인이 관찰자의 의도에 있다고 설명한다. 사람이 관찰하고자 하는 의도가 없다면 고양이는 죽었으면서 살아있는 중첩된 상태로 영원히 머무르기 때문이다. 이 때문에 이 분야의 일부 연구자들은 사람의 의도가 물리 세계에 영향을 줄 수 있다고 주장한다. 하지만 이것은 양자 역학을 잘못 해석하는 것이다. 인간이 의도를 갖고 관찰해 중첩상태를 깨트릴 순 있다 해도 어떤 결과가 나올지는 알 수 없기 때문이다. 상자를 열었을 때 중첩상태를 깨트리는 것은 인간이지만, 살거나 죽은 상태를 결정하는 건 인간이 아닌 것과 같은 이치다. 결국, 노에틱 사이언스 연구자들이 말하는 ‘관찰자 효과’를 이용해 인간이 의도로 물질세계를 원하는 방향으로 바꿀 수 있다는 양자역학적 해석은 양자역학의 기본 이치에 맞지 않는다.
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
