양자역학7 양자역학 ep.5 아인슈타인 양자역학에서 닐스 보어, 하이젠베르크, 막스 보른으로 대표되는 코펜하겐 학파가 있습니다. 코펜하겐 해석을 주장한 학파이죠. 이와 대립되는 학파가 바로 아인슈타인으로 대표되는 고전역학파가 있었습니다. 결론부터 말씀드리자면 삶의 마지막 순간까지 아인슈타인은 코펜하겐 해석과 양자역학을 받아들이지 못했습니다. 전자가 입자와 파동의 성질을 가지고 중첩이라는 특수한 상황에 놓인다는 것을 마지막 순간까지도 받아들이지 못했습니다. 전자는 특정위치에 위치하지 않고 확률로서 모든 곳에 존재할 가능성이 있다. 다만 그 위치를 확률로서 알 수 있고 그 확률을 구할 수 있는 것이 파동방정식 이라는 것입니다. 애석하게도 아인슈타인도 파동방정식을 정립한 슈뢰딩거도 이 확률로서 존재한다는 사실을 인정하지 않았습니다. '이 세상의 모.. 2024. 2. 20. 양자역학 ep.4 코펜하겐 해석 보어는 제자 하이젠베르크의 '불확정성의 원리'에 대해 근본적인 부분을 지적했습니다. 입자의 속도와 물리량을 동시에 측정할 수는 없는데 그 이유에 대해 기술되어 있지 않다는 점에서 말이죠. 스승과 제자는 코펜하겐에서 이에 대한 연구를 이어 가기로 합니다. 그러던 중 보어는 노르웨이에 휴가를 갔다가 아이디어를 떠올립니다. 하이젠베르크가 발표한 행렬역학은 전자의 '입자성'을 이용했고, 슈뢰딩거는 전자의 '파동성'을 이용해서 파동방정식을 발표했는데, 어찌하여 둘의 결과는 동일할까? 였습니다. 두 공식은 그 전제가 되는 전자가 '입자'냐 '파동'이냐 하는 부분부터 다른데 그 결과값이 같다는 이상한 점에 대해서 시작된 보어의 아이디어였습니다. 보어는 이를 하이젠베르크에 전달하고 '양자역학'의 토대를 만들기 시작합니.. 2024. 2. 17. 양자역학 ep.3 불확정성의 원리 여러분 지난 시간에 양자 도약이라는 개념을 봤습니다. 결국 전자는 궤도를 따라서 계속 움직이는데 그 움직임이 불연속적이라는 말인데요. 과학자들은 이제 그 전자의 위치나 상태를 알고자 하였습니다. 그리고 닐스 보어의 원자모형이 이론적으로는 이해를 하지만 이를 설명할 수학적 방정식이 없었습니다. 이때 하이젠베르크(Werner Karl Heisenberg, 1901-1976)가 등장합니다. 하이젠베르크는 닐스 보어의 세미나에 참석했고, 닐스 보어는 하이젠베르크의 천재성을 알아봤습니다. 닐스 보어는 하이젠베르크를 제자로 받아들이고 연구소에서 같이 연구를 진행하게 됩니다. 하이젠베르크는 스승인 닐스 보어의 원자모형을 보면서 이 를 수학적으로 표현하고자 시도합니다. 그 는 수소원자를 통해서 원자의 위치와 속도를 전.. 2024. 2. 16. 양자역학 ep.2 양자도약 조셉 존 톰슨(Joseph john Thomson, 1856-1940)은 전자를 발견하면서 노벨 물리학상을 수상하고 최초의 원자모형을 제시하였습니다. 그리고 그의 제자 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson, 1871-1937)는 스승의 원자모형을 반박하며 수정된 원자모형을 제시했습니다. 여러분 제가 쓰는 글에 나오는 대부분의 등장인물은 노벨상 수상자들입니다. 러더퍼드도 마찬가지입니다. 이 원자모형들이 해결하지 못한 부분이 바로 양자도약이라는 부분입니다. 양자도약 닐스 보어(Niels Henrik David Bohr, 1885-1962)가 등장합니다. 보어는 첫 번째 원자모형을 만들었던 톰슨의 제자이자, 두 번째 원자모형을 만들었던 러더.. 2024. 2. 15. 양자역학 ep.1 입자와 파동 정말 제가 좋아하는 분야이고 관심 있는 분야이지만 양자역학만큼은 손대고 싶지 않았습니다. 너무나 이해하기 힘들거든요. 제가 이해하지 못하는데 누군가에게 글을 쓴다는 것은 정말 어려운 일이겠죠. 내용이 많아서 한 번 나눠서 조금씩 조금씩 가보겠습니다. 양자역학을 알아보려면 우선적으로 입자와 파동이라는 개념부터 알아야 합니다. 양자역학은 빛이 입자냐 파동이냐에 대한 정의를 내리려던 것부터 시작되었거든요. 수백 년간 서로 간의 실험으로 논의되어 왔고 시대별로 대세를 이루는 학설이 갈라졌습니다. "빛은 입자요." 바로 아이작 뉴턴(Issac Newton, 1642-1727)이었습니다. 천재 물리학자이고 '만유인력의 법칙'을 확립한 사람이죠. 당시는 뉴턴이라 함은 물리학의 대명사인 말 그대로 뉴턴의 시대였습니다... 2024. 2. 14. 이 세상은 시뮬레이션이다 시뮬레이션(simulation)이 있습니다. 실제의 상황을 축소한 모형을 통하여 실험을 하고 그 결과를 예측해 보는 것, 그것이 시뮬레이션입니다. 바로 모의시험 이죠. 이는 상당한 경제적, 시간적 효율을 이롭게 해 주죠. 직접 해보지 않아도 미리 결과를 볼 수 있으니까요. 근데 이 세상. 우리가 살고 있는 세상이 시뮬레이션이라는 이론이 있습니다. 마치 음모론 같기도 합니다. 하지만 과학자들에 의해 연구되고 있는 아직은 밝혀지지 않은 가설의 단계입니다. 적어도 유사과학의 범위는 벗어났죠. 이에 대해 언급한 사람 중 유명한 사람은 테슬라의 CEO '일론 머스크(Elon Musk)'가 있죠. TV프로그램에 나와서 그는 우리가 사는 세상이 시뮬레이션이 아닐 확률은 10억 분의 1이라고 했습니다. 여기서 10억 .. 2024. 2. 8. 게임체인저 양자컴퓨터 여러분들 양자컴퓨터를 들어보셨나요? 주식에 관심이 많으신 분들은 아마 들어 보셨을 거예요. 이 것과 관련된 뜨거운 주식들이 많이 있지요. 그럼 양자역학은 들어 보셨나요? 보통 사람들에게 매우 낯선 단어였지만 최근 들어 미디어에 많이 소개가 되어 한번쯤은 들어 보셨을 겁니다. 안 들어보셨어도 크게 상관은 없어요. 어차피 우리는 양자역학을 연구하거나 양자컴퓨터를 개발하는 사람은 아니잖아요? 그것들이 어떤 용도로 사용되며 세상을 어떻게 바꾸게 될 것인지만 정확히 파악하면 충분하다고 생각합니다. 우선 양자역학이라는 학문을 설명하는 것은 생략할께요. 사실 저도 잘 모르기도 하고요. 그 학문에서 지금 이야기하고자 하는 양자컴퓨터와 관련해서 핵심 키워드만 말씀드릴게요. 바로 '중첩'입니다. 쉽게 이야기해 드릴게요. .. 2024. 1. 31. 이전 1 다음
