양자의 이중성 실험 - 전자의 이중슬릿실험
전자는 파동성과 입자성 모두를 가지고 있다.
전자의 파동성을 물질파로 불리는 슈레딩거 방정식으로 표현할 수 있다.
빛의 경우 이중 슬릿 실험을 하게되면 파동의 간섭효과로 인해 간섭무늬가 생긴다.
1927년 데이비슨과 거머는 전자를 한개씩 조절하여 발사할 수 있는 전자총을 이용해서 빛의 간섭 테스트에 이용한 간섭실험을 해보기로 했다.
빛의 파동성과 입자성이 어떻게 나타나는지 보고자 했다.
1. 두개의 슬릿에 전자빔을 한꺼번에 많이 쏠 경우
전자는 파동의 성질이 있으므로 각각의 전자들이 각각의 슬릿을 지나서 슬릿을 지나 전자들의 파동간에 간섭 현상이 발생한 것으로 해석하였다.
여기까지니 아무런 문제가 없었다.
2. 한개의 전자를 한번씩 순차적으로 쏠 경우
이제 전자의 입자성을 증명하기 위해서 전자를 한개씩 차례로 계속 쏘기로 했다.
전자는 입자성도 가지므로 한번에 한개의 전자를 쏠 경우 2개의 슬릿 중 한개만 통과할 것이다.
그래서 첫번째 실험의 2개 전자의 파동간의 간섭으로 나타나는 간섭 현상이 일어나지 않을 것이다.
그러나 결과는 첫번째 실험과 동일하게 간섭무늬가 보였다.
즉, 전자는 스스로가 빛처럼 2개의 슬릿을 지나버린 것이다.
전자의 파동성은 이해했지만 전자의 입자성을 알고 있는 과학자들은 전자가 동시에 공간에 존재한다는 것에 대해 이해하기 힘들었다.
그럼 하나의 전자가 실제 어떤 슬릿을 지나는지 확인하고 싶었다.
만약 전자가 2개 슬릿을 동시에 지나간다면 전자는 완벽한 파동의 성격을 갖는 것이다.
광원을 슬릿 뒤에 넣고 광검출기 2대를 배치했다.
전자가 2개의 슬릿을 통과하면 광검출기 2대에 동시에 표시되어야 한다.
실험결과는 간섭무늬가 사라지고 입자가 발사된 것처럼 2개의 무늬만 발생했다.
광원을 이용해서 관측할 경우 입자로서 행동하는 것이다.
즉, 관측(광원과 상호작용)이 존재할 경우 전자는 입자처럼 행동하고 아무런 상호작용이 없을 경우 전자는 파동처럼 행동한다.
이것을 이 현상을 설명할 것인가?
참조자료: https://m.blog.naver.com/tnalsdl326/221223250492
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우주의 다중성이란?
양자역학, 급팽창 이론, M이론 등과 상호 유용한 배경이 되는 다중우주론은,,
우리가 사는 우주가 수많은 우주 중에서 하나일 뿐일지도 모른다는 가설에서 출발합니다.
다중 우주론에 의하면 지금 이 순간에도 우주는 빅뱅 이후에 시작된 팽창, 즉 '영구적인 인플레이션(Eternal Inflation)' 과정에 있다고 이야기 합니다.
다중 우주론의 배경인 인플레이션 우주론은 우주가 밀도가 무한한 한 공간에서 시작됐으며 초창기에 우주가 기하급수적으로 팽창하는 시기가 있었다고 설명하는 인플레이션 이론을 바탕으로 하는데, 이 인플레이션 과정에서 우주 안팎에 각각 다른 물리적 법칙들이 지배하는 우주들이 계속 생겨난다는 것입니다.
이 같은 다중우주론은 아직까지 가설의 영역을 벗어나지 못하고 있지만 이미 수많은 논란을 불러일으켰으며, 이것을 부정적인 시각으로 보는 사람들은 대부분 우리 우주에 영향을 주지 않는 다른 우주를 관측하는 것이 불가능한 이상 '관측 불가능한 것이 존재하고 있다'는 것은 불합리하다고 주장하고 있습니다.
누벼 이은 다중우주·인플레이션 다중우주·홀로그램 다중우주 등.. 지난 10년 사이 크게 주목을 받기 시작한 다중우주론은 현대 물리학을 대표하는 이론 안에 그러한 근거가 들어 있다고 하는데,, 그 중 하나가 바로 '끈 이론'입니다.
이 이론에서 우주를 이루는 최소 단위는 점이 아닌 끈이며, 끈의 진동에 따라 원자·양성자·중성자 등의 물질을 구성하는 입자가 생겨났다는 게 이 이론의 핵심입니다.
이러한 끈 이론이 홀로그래피 다중우주론을 뒷받침하며, 홀로그래피 다중우주론은 현재 일어나는 모든 현상은 특정 경계면에서 일어난 일이 마치 홀로그램을 보듯 우리 세계에 투영된 결과라고 설명합니다.
다중우주론의 증거
?(출처 : 구글)
(관련글 : https://blog.naver.com/lsmnmh25/221346968787)
개인적으로 요근래 들어 가장
충격적이면서도 흥미로운 주제
였던 것 같다. 어찌보면 다중우주론의
증거가 될 수도 있을법한 일이 최근
존경하는 로저 펜로즈 경이 이끄는
연구팀이 의해 발표된 것이다.
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(출처 : 구글)
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우주마이크로파배경복사 오른편
아래쪽 부분에서 발견된 이전 우주의
블랙홀 흔적. 펜로즈 박사가 과거부터
제창해왔던 등각순환우주론, 일명
CCC의 결정적인 증거를 포착한
셈이다. 물론 그 신빙성에 대해선
더 많은 연구가 필요하겠지만
빅뱅이론을 보완해줄 수 있는
나름 신박한 이론이 새삼 주목받는다.
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(출처 : 구글)
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무한의 세월 동안 탄생과 파멸을
반복하는 우주. 물론 그 결정적인
증거 확보와 더 많은 연구가 진행
되어야 하겠지만 상상만으로도
마음 한구석이 뭉클해지는 기분.
아직까지 확실하게 증명되어 밝혀진 것은 아니지만, 우리가 존재하는 이 우주 이 외에도 또 다른 여러 우주가 존재한다는 것은 이에 대한 상상 자체만으로도 새로운 패러다임이 무한히 확장되는 것처럼 매우 흥미로운 일이 되고 있습니다..