"양자 역학, 오묘한 너란 녀석!"을 나눠 포스팅하는 겁니다.
앞서 슈뢰딩거의 고양이 실험에서, 겁나 너그럽게 생각해서 고양이마저도 미시 세계의 것이라고 가정해 보자. 그래도!!! 논논노!!! '우리 입장'에서는 상자 안을 확인하기 전까지 중첩 상태가 있다고 말할 수 있지만, '고양이 입장'에서는 절대 중첩 상태가 없다. 고양이가 이미 상자 안에서 원자를 관측(고양이가 원자와 상호작용)했기 때문에 고양이의 파동함수가 붕괴되어 중첩 상태일 수 없다는 말이다. 고양이의 관측으로 원자가 A 상태로 귀결되면 고양이는 죽을 것이고, 원자가 B 상태로 귀결되면 살 것이다. 즉, 코펜하겐 해석이 말하는 외부의 관찰 행위(우리가 상자를 열고 관측하는 것) 없이도 상자 안 고양이의 중첩 상태는 깨진다.
과학적인 말로 풀어보자! 원자와 고양이가 서로에 대한 정보를 갖는 ‘결맞음(coherent)’ 중첩 상태가 되었다가 다시 그런 중첩 상태가 파괴되는 ‘결어긋남(decoherent)’ 상태가 된다. 다시 말해, 외부의 관찰 행위 없이도, 중첩 상태가 파괴되어 한 상태로 귀결된다는 말씀! 하하하하하하.
인간이 관측하지 않더라도 중첩 상태는 주변 환경과 상호작용을 하면 깨질 수 있다. 우리의 의도가 없더라도 주변 환경이 스스로 ‘관측장치’가 돼 하나의 상태로 결정되는 것이다. 이를 양자 결어긋남/결잃음 현상이라 한다.
이걸 가장 잘 설명한 영상이 'Quantum superposition of states and decoherence'이다.
원자 하나의 에너지 레벨을 측정한다고 하자. 원자는 중첩 상태가 가능하므로 작은 에너지 레벨(a)을 갖거나, 큰 에너지 레벨(b)을 동시에 가질 것이다.
하지만 관측하게 되면 랜덤하게 둘 중 하나의 상태로 귀결된다. 이미지상엔 a 상태.
사실상, 원자 하나만 고립되어 존재할 수는 없다. 다른 원자들과 충돌하거나 합쳐질 수밖에 없는데(상호작용), 이렇게 되면 중첩 상태는 깨져버리고 만다!!! a 상태이면서 동시에 b 상태일 수 없다는 말이다.
처음에 원자는 a, b 두 상태 모두가 될 수 있지만, 다른 원자들과 서로의 정보를 교환하는 교류(결맞음)로 인해 곧 결어긋남 상태가 된다. 결국 중첩 상태는 깨져버리고 a, b 둘 중 하나의 상태로 고정된다.
중첩 상태가 깨지는 그 시점을 결어긋남 시간이라고 부른다.
인간의 몸도 원자로 되어있지만, 두 개의 문을 동시에 지날 수 없다. 중첩 상태가 불가능하다. 이것은 끊임없이 결어긋남이 일어나고 있기 때문이다. 모든 결어긋남을 다 막을 수만 있다면 우리도 두 개의 문을 동시에 지날 수 있다. 하지만 그러려면 숨도 쉬지 말아야 하고, 단 하나의 공기 분자와도, 빛과도 부딪혀선 안 된다. 원자나 전자에 부딪히지 않을 100% 진공상태!! 이것이 핵심이다. 이렇게 하는 것이 사실상 불가능해서 우리는 양자 역학적으로 행동할 수 없다.
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
