이중슬릿 실험에서 근래에 이미 미시세계에선 확실히 거대한 유기물로도 성공했다고합니다.
즉 관찰대상과 다른 입자간 상호작용에 의해 파동이 물질로 또는 그반대로 변함을 확실하게 증명이 되었는데요.
예전엔 관측 행위라는게 눈으로 본다는 정도로 생각했고 그것은 개인적인 것이 아니라 물리학자들도 그렇게 주장했던것 같습니다.
즉 어떤 물체는 다른 입자와의 상호 작용에 의해[이것을 경희대 물리학 김상욱 교수는 우주의 눈이라는 표현을 쓰더군요.] 모든 가능성의 파동으로부터 한가지 가능성인 입자의 형태로 나타난다고 하는것이 최근의 양자역학의 입장인것 같은데요.
그렇다면 모든 입자는 현실에서는 파동의 형태로 되긴 극히 어려운일이 아닐까요?
왜냐하면 우주라는 공간도 완전한 진공이 아니고 극히 소량이지만 기체 형태의 원자, 분자가 존재하고 달과 지구는 서로 상호작용하고 태양과 다른 행성, 별과 별 등등 모두 서로 상호작용을 하는데 입자가 파동성을 띠는 일은 현실에서는 전혀 일어날 수 있는 상황이 아닌것 같은데요.
그렇다면 양자역학에서 논하는 입자의 파동, 입자 동시성 같은건 거의 무의미 하지않을까 하는 생각도 드는데요. 왜냐면 현실에선 상호작용을 안하는 상황이 거의 안일어날 것 같은데요. 어떻게 되나요?
그리고 이중슬릿 실험을 할 때 진공상태의 공간에서 하는데 그 공간을 이루는 박스도 원자, 분자로 되어있는데 이 입자와 관측 대상이 되는 입자 간에는 상호작용을 하지않나요.
워낙 엉뚱하고 초보적인 질문이라 이정도면 물리학 학부생들이 보는 관련 서적 정도는 보고 스스로 공부를 먼저 해보는게 좋겠지만 한번 그런책보곤 바로 덮었습니다.[첨부터 끝까지 모두 수식..]
제 전공은 전혀 다른 것이고 그래도 이런쪽에 관심이 많아서 최대한 수식이 안나오는 교양을 쌓는 의미로 접근하고 있는 수준이니 이해 바랍니다.
개인적으로 비전공자도 물리학을 이해할 수 있게 최대한 쉽게 설명해주시는 김상욱 교수님의 영상을 즐겨봅니다.
슈레딩거의 고양이.....
저 망할 내용을 다시 보는 날이 올줄이야.....
주르륵....
이중슬릿 이전에 슈레딩거의 고양이부터 이해를 해야...
그런데....
그래봤자 빛에서 또 막힘요.....
불확실성 맞네,,,, ㅋㅋㅋ.....
고양이가 죽을 수,... 어??? !!! 탈출했...???
거대한 질량을 가진 물체들도 파동의 성질을 갖고 있지만 그 파장 자체가 너무 작기 때문에 파동의 성질에 대한 영향을 파악하기가 어렵다고 생각합니다.
인류가 우리 주변에 일어나는 여러가지 현상들을 거시적인 세걔에서 이해하려고 여러가지 거시적인 물리·화학적인 지식을 활용하여 설명하려고 했던 것처럼,
충분한 시간이 지나면 거시 세걔에서 입자의 파동성을 가지고 설명할 날이 올 것이라고 생각합니다.
의학이 단순한 피상적이고 미신적인 부분에서 발전해오면서, 현재 분자생물학적인 부분까지 발전한 것처럼 충분한 지식이 쌓이면 현재 거시적인 부분에서나 해석이 되던 여러가지 현상들이 미시적인 부분에서부터도 분석될 것이라고 생각합니다.
저는 공업화학(신소재공학) 학부 졸업하고, 10여 년 간 고등·대학생 가르치는 생활을 해왔는데, 그 짧은 시간(짧으면 짧고 길면 긴 시간이기는 하지만 이 생활 초반에는 일반적으로 특정 상황에 맞추어 생각하던 경우도 요즘에는 다양한 시각으로 해석하려는 노력이 심심치 않게 보이더라구요.) 동안 다양한 접근 방법으로 동일 현상을 분석하고 결론을 내리려는 시도가 자주 보입니다.
원자핵 주변의 전자가 단순히 원자핵 주변에 맴돌던 입자에서부터 오비탈 개념까지 발전 과정을 봐오면 단순히 양자역학적인 대상인 1pm~1nm 대상 뿐만이 아니라 1Tm~1Pm 대상까지 적용될 것이라고 생각합니다.
고전역학의 관점에서 양자의 세계를 바라보면 당연히 납득할 수가 없지요
반면에 양자의 세계에서 고전역학을 바라보면 복잡한 수식의 전개를 넘어서긴 해야하지만 이해는 할 수 있습니다. (응?)
적절하지 않은 비유이긴 하지만 실수(Real Number)의 세상에서는 허수(Imaginary Number)는 존재자체가 부정됩니다만 복소수의 셰상에서는 허수는 당연한 존재입니다.
이렇게 처음부터 양자역학의 관점에서 세상을 바라본다면 고전역학도 큰(?) 문제없이 이해할 수 있습니다.
그리고 입자가 파동성을 띄는 일이 현실에서는 없는것이 아니라 항/상/ 있습니다.
다만 여러 입자가 모여 중시계(mesoscopic)를 넘어 거시계(macroscopic)로 넘어가면서 확률적으로 우리가 파동의 성질의 이라고 생각되는 현상이 일어날(관측될) 확률이 제로에 가깝게 수렴할 뿐입니다.
추가로 이중슬릿의 간섭문제 보다 Aharanov-Bohm Effect를 공부해 보시면 더 재미있습니다! (퍽~!)
무조건입니다.
자연이 그렇게 돼 있습니다.
사람이 걸어가고 있어도 파장은 나옵니다.
플랑크 상수를 자기 몸무게와 걸어가는 속도를 곱한 값으로 나눈 게 현재 그 사람의 파장입니다.
사람, 즉 덩어리여서 파장이 무의미하지만 크기가 아원자 세계 이하로 점점 내려가면 상황은 달라 집니다.
입자 속성과 파동의 속성이 더욱 모호해지면서 왔다갔다, 혼재, 뭐 그런겁니다.
(분모인 덩어리의 크기와 속도가 무한히 작아지기 때문)
이를 한번 깨뜨려 본 게 이중슬릿 실험입니다.
관측하는 계수기가 입자의 파동성을 붕괴시켜서 그런 결과를 낸 것입니다.
(그렇다고 파동성이 완전히 소거되는 것은 아님, 양자이니까)
관측하지 않았을 때 결과는 확률밀도함수의 정규분포와 닮았습니다.
파동함수를 제곱하면 확률밀도함수가 됩니다.
정규분포 < 확률밀도함수 < 파동함수 < 파동 관계에서 입자가 어느 슬릿을 통과했는지는 확률인 것을 알 수 있습니다.
참고로 이 확률밀도함수가 파동방정식입니다.
아직은 양자를 파동으로 접근하기에 필수인 식입니다.
한번 이해는 필요합니다.