"양자 역학, 오묘한 너란 녀석!"을 나눠 포스팅하는 겁니다.
양자 얽힘은 아인슈타인이 양자 역학을 공격하면서 발견된 성질이다. 하나의 입자가 붕괴하여 두 개의 입자로 분리된 상황에서 하나를 측정하여 스핀이 확인되는 순간 다른 하나도 결정된다는 것이다.
위 이미지와 같이 두 아원자 입자들은 중첩 상태에서 서로 얽혀있고, 거기서 한 입자가 한 방향으로 회전을 결정하면 다른 하나는 반드시 반대 방향으로 회전한다. 얽힘의 법칙을 따르기 위해 한 입자가 다른 입자에게 어떤 방향으로 회전하라는 정보를 보내지 않는데도 말이다.
얽힘은 두 입자가 공간적으로 서로 멀리 떨어져 있어도 존재할 수 있기 때문에 '관계가 비(非)국소적’이다. 슈뢰딩거는 이런 괴상한 양자 역학적 상호관계를 ‘얽힘’이라고 불렀다.
양자 얽힘은 관계가 비국소적이다. 국소성의 원리를 위배한다는 것이다. 이 국소성의 원리는 계의 상태에 관한 정보가 항상 그 계의 주위를 통해서만 매개될 수 있다는 원리로, 만약 양자 얽힘 현상에 의해 정보가 전달된다면 주위를 통하지 않고도 정보를 전달할 수 있어 국소성의 원리와 모순을 일으키게 된다.
슈뢰딩거의 고양이 실험에서, '고양이의 입장'에서는 중첩 상태가 될 수 없고 죽어있거나 살아있거나 둘 중 하나만 가능하다고 했다. 이때 고양이의 상태는 원자와 서로 얽혀있다고 표현한다. (The cat's existence is entangled with this state of the atom.) 원자가 A 상태로 결정 나면 얽혀있는 고양이는 그 즉시 자동으로 죽은 상태가 되고, 원자가 B 상태로 결정 나면 얽혀있는 고양이는 그 즉시 산 상태가 된다. 원자와 고양이는 서로 의존 관계다. (The one depends on the other.)
다른 예를 들어보겠다. 빨간색과 파란색이 될 수 있는 아직 색이 없는 알약 두 개가 있다. 어느 알약이든 빨간 알약이 될 수도 있고 파란 알약이 될 수도 있다. 이때 하나가 빨간색으로 결정 나면 다른 하나는 파란색이 되어야 하는 관계로 '얽혀있다'. 두 알약을 각각의 상자에 넣고 하나는 지구에, 나머지 하나는 안드로메다로 보낸다고 치자. 양자 역학의 코펜하겐 해석에 따르면, 측정하는 순간 색이 결정된다. 안드로메다에서 상자를 열어보니 알약의 색이 빨간색이 되었다. 그럼 자동으로 이와 얽힘 관계에 있는 지구에 남은 알약은 그 순간 파란색이 될 것이다. 이게 양자 얽힘 현상이다.
아인슈타인이 제일 싫어했던 게 이 현상이다. 상대성 이론에 의하면 빛보다 빠른 것은 존재하지 않는다. 근데 양자 얽힘 현상에 의해, 지구에서 230만 광년이나 떨어진 안드로메다에서 알약의 상태가 빨간색으로 결정 나면 '즉시' 그 정보가 지구의 알약에게 전달되는 것 같은 현상이 나타나는 거다. 양자 역학적 상호관계가 마치 빛의 속도보다 빨리 전달되는 것처럼 말이다. 내가 상대성 이론을 정립했다면 나도 싫어했을 거다..ㄲㄲㄲ 양자 얽힘 과정에서 실제로 정보가 어떻게 전달되는지에 대한 논의가 계속되었고, 이후 양자 얽힘이 국소성은 위반하지만 빛보다 빨리 정보를 전달할 수는 없기 때문에 상대성 이론을 위배하지 않는다고 밝혀졌다.
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
