이중슬릿실험4 동시에 존재한다는 말의 진짜 의미― 양자 중첩은 무엇을 말하고 있는가 0. 이 개념이 직관을 계속 거스르는 이유양자역학을 처음 접할 때 가장 이해하기 어려운 개념 중 하나가**양자 중첩(Quantum Superposition)**이다.입자가 “여기에도 있고, 저기에도 있다”“0이면서 동시에 1이다”라는 설명은익숙한 물리 감각과 정면으로 충돌한다.처음에는 단순한 비유나 과장처럼 느껴졌다.하지만 수학적 표현과 실험 결과를 따라가다 보니,중첩은 해석의 문제가 아니라양자역학이 작동하는 방식 그 자체라는 점이 분명해졌다.이 글은 양자 중첩을정의부터 외우기보다,왜 이런 개념이 필요했는지를 따라가며 정리한 기록이다.1. 고전 세계에서는 상태가 하나뿐이었다고전 물리학에서 물체의 상태는 항상 하나로 정해진다.위치는 여기 또는 저기스위치는 켜짐 또는 꺼짐방향은 위 또는 아래이 세계관에서는“.. 2025. 11. 17. 관측하면 입자, 관측 안 하면 파동? - 이중슬릿 실험의 충격 주말에 과학관에서 이중슬릿 실험 영상을 봤습니다. 전자를 하나씩 쏘는데 간섭무늬가 생기더군요. 더 충격적인 건, 관측하는 순간 간섭무늬가 사라진다는 거였어요. "관측하면 다르게 행동한다고?" 이게 대체 무슨 뜻일까요?1.파동과 입자, 완전히 다른 세계고전 물리학에서는 명확했습니다. 빛은 파동, 전자는 입자.파동은 공간에 퍼져 있습니다. 호수에 돌을 던지면 물결이 퍼져나가고, 두 물결이 만나면 간섭을 일으키죠. 높은 부분끼리 만나면 더 높아지고, 높은 부분과 낮은 부분이 만나면 상쇄됩니다.입자는 정확한 위치에 있습니다. 야구공을 던지면 매 순간 정확한 위치와 속도를 가지고 날아갑니다. 두 개를 동시에 던져도 서로 부딪치지 않는 한 독립적으로 움직이죠.19세기까지 이 구분은 너무나 명확해 보였습니다. 그런데.. 2025. 11. 17. 불확정성 원리: 세상을 정확히 알 수 없는 이유 양자역학의 세계에서는 우리가 상식적으로 믿어온 ‘정확한 측정’이 더 이상 성립하지 않습니다.하이젠베르크(Werner Heisenberg)가 제안한 **불확정성 원리(Uncertainty Principle)**는입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없다는 사실을 수학적으로 보여줍니다.즉, 미시 세계에서는 관측이라는 행위가 물리적 상태에 근본적인 한계를 부여합니다.1. 고전 물리학과의 차이뉴턴 역학과 고전 물리학에서는 입자의 위치와 속도를 동시에 정확하게 측정할 수 있습니다.이 세상은 결정론적이어서, 초기 조건만 알면 미래 상태를 예측할 수 있습니다.하지만 양자 세계에서는 입자가 파동함수(wave function) 형태로 존재하며,이 파동함수는 입자가 가질 수 있는 확률적 분포를 나타냅니다.하이젠베르.. 2025. 11. 16. 관측 문제: 보는 순간 결과가 정해진다 양자역학에서 가장 신비로운 개념 중 하나는 ‘관측 문제(Measurement Problem)’입니다.이는 단순히 “무엇을 본다”의 차원이 아니라,관측 행위 그 자체가 현실의 상태를 결정한다는 근본적 질문을 던집니다.즉, 미시 세계에서는 ‘존재’가 관측과 분리될 수 없다는 뜻입니다.🌌 1. 고전 물리학의 확실성과 양자역학의 불확실성고전역학에서 물체의 위치나 속도는 언제나 명확합니다.뉴턴 역학의 세계에서는 모든 입자가 원인과 결과의 법칙을 따르며 움직이고,관찰자는 그저 이를 기록할 뿐입니다.그러나 양자역학의 세계에서는 달라집니다.전자, 광자와 같은 미시 입자들은 위치도, 운동량도 동시에 확정되지 않습니다.하이젠베르크의 불확정성 원리에 따르면,한 입자의 정확한 위치를 알수록 운동량의 불확실성은 커지고,운동량.. 2025. 11. 16. 이전 1 다음
