전자는 입자이면서 파동이고, 관측하지 않으면 파동, 관측하면 입자로 행동합니다.
이는 관측하기 전에는 여기저기 존재하다, 관측하는 순간 입자가 되어 한 장소에 존
재한다는 걸 의미합니다. 동시에 여기저기 존재하는 상태를 ‘중첩’이라고 해요. 또,
슈뢰딩거의 파동방정식의 해인 파동함수의 파동은 전자가 위치할 확률을 알려줍니
다. 전자가 위치할 확률만을 알 수 있는 이유가 무엇일까요? 하이젠베르크의 불확정
성원리 때문인데요! 불확정성원리는 전자의 위치와 속도를 동시에 정확하게 알 수
없다는 이론입니다. 무언가를 볼 때 눈 말고 꼭 필요한 건 무엇일까요? 빛입니다! 우
리는 빛 없이 그 무엇도 볼 수 없어요. 전자의 위치와 속도를 알려면 전자를 관측해
야 합니다. 빛이 필요한 거죠. 그런데 전자는 매우 작아서, ‘관측’이라는 행위가 전자
의 위치와 속도에 영향을 줍니다. 빛을 쏘는 것이 전자에 영향을 주는 거지요. 어떤
물체의 다음 순간의 위치를 알기 위해선 현재의 위치와 속도를 알아야 하는데, 양자
역학에선 현재의 위치와 속도를 동시에 알 수 없습니다. 따라서 우리는 전자가 다음
순간 위치할 확률만을 알 수 있는 것입니다! 이 내용이 바로 양자역학의 표준적인 해
석인 코펜하겐 해석이에요. 이외에도 관측할 때 한 상태로 귀결되는 것이 아니라 A
상태의 우주, B 상태의 우주로 나뉘는데 우리가 한 상태만 인지한다는 다세계 해석
등 다양한 해석이 존재해요! 양자역학에 대해 자세히 알고 싶다면 제 책 ‘지현이의
알쏭달쏭 물리 이야기’를 한 번 읽어보시길 추천드립니다!궁금증 해결소 - 물리학 편
과학은 모든 상상을 허용한다. 그 상상을 증거를 통해 논리적으로
증명할 수만 있다면, 어떤 상상이더라도 현실이 된다. 세상엔 아직
밝혀지지 않은 부분이 아주 많고, 우린 늘 보이는 것 너머의 진실이
무엇인지 상상하고 그 상상을 증명해왔다. 이게 바로 과학이다.
- 지현이의 알쏭달쏭 물리 이야기 중-
지현이의
알쏭달쏭
물리이야기
지은이 ᅵ 김지현
수학 없이 배우는 물리!