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건강과학

고양이도 파동이다

앛움직임(양자역학)

아임뉴스-우리가 언론이다. 시민 기자단! |

 

1. 암앛과 수앛



야구장에 투수마운드 쪽에 작은 돌 하나가 있다. 이게 양성자다. 이건 마치 사람이라면 '엄마', 짐승이라면 '암컷'처럼 야구장의 중심이다. 관중석에 먼지가 하나 돌고 있다. 이게 전자다. 이건 마치 사람이라면 '아빠', 짐승이라면 '수컷'처럼 영역을 지키며 침입을 막는 역할을 한다.



'씨앗'은 그 생물의 옛 정보가 모두 담겨있다. '앗'은 '앛'에서 나온 말인데, '씨앗, 뿌리, 바탕'을 뜻한다. 모든 물질의 바탕이 되는 원자는 '앛', 그 한가운데의 원자핵은 '암앛', 바깥의 영역을 도는 전자는 '수앛'.. 앛의 한가운데 암앛과 바깥 수앛의 관계는 마치 태양계의 해와 행성의 관계와 같고, 동굴의 암컷과 사냥터의 수컷과 같으며, 자궁의 난자와 그 밖을 맴도는 정자의 관계와 같다.


 

2. 돌이자 물이라~~

'수앛'을 돌이라 치자.. 구멍에 돌을 던지면 돌처럼 움직여야 하는데, 물결파동처럼 움직여서 과학자들이 혼란에 빠졌다. '입자의 파동성'이다..

두 개의 직사각형 구멍 뚫린 벽이 있고, 기관총을 쏘는데 그 너머에 또다른 벽이 있다면 거기에 맺히는 탄착군은 두 개의 줄이 보일 것이다. 두 개의 직사각형 구멍을 통과한 총알만 탄착군을 형성할 테니 말이다. 그런데 막상 실험을 해 보면 여러 개의 줄이 보인다.

물결을 두 구멍으로 보낸다면 구멍을 지난 물결파동이 퍼지면서 서로 간섭을 해서 여러 개의 줄무늬를 이룰 수 있다. 체크무늬 같은 무늬를 만들 수 있다.

돌이 물이야? 돌이 물일 수도 있고, 물이 돌일 수도 있는 거지.. 돌의 속성과 물의 속성을 다 가졌으니, 참 불교적이다..

3. 봄

볼 때 꼴이 결정된다. 돌일지, 물일지~~ 물결 특성 가지다가, 보는 순간 돌로 된다.



"보는 순간 결정된다고? 우리가 안 본다고 달이 없냐?"
"아무도 안 보면, 달이 있는지 없는지 어찌 알겠니? 볼 때 꼴이 결정된다는 사실을 받아들이면 값이 딱딱 맞잖냐? Shut up & Calculate!!"

"신이 완벽하게 만들었을 거야"
"아냐. 모든 것은 확률이야. 여기에 신을 개입시키지 마"

'본다'는 것은 물체에 맞은 빛이 내 눈안막을 때려서 수앛흐름으로 바꿔서 골이 알아채는 거다. 눈에 들어온 빛만 가지고 물체의 모든 특성을 추정하는 거다.

물체에 맞은 빛 가지고 판단하는 건데, 물체에 맞을 때 서로 영향을 안 줬을까? 줬겠지... 근데 우리가 늘상 접하는 거시세계 관점에서는 영향을 무시할 수준이다. 단, 미시세계의 아주 작은 앛움직임(양자역학)에는 영향을 주는 거다. 보는 순간 빛이 영향을 줘서 튕겨내니까 말이다. 따라서 위치가 불확실하다는 게 이 누리(우주)의 본질!!

A라는 물체와 B라는 물체가 끊임없이 영향을 주면 위치가 불확실할 수밖에 없다. 그래서 모든 것은 '확률'로 표현할 수밖에 없다.

4. 슈뢰딩거의 고양이

죽었는지 살았는지 뚜껑을 열어보기 전에는 확정되지 않는다. 두 개의 고양이 케이지가 있다. 왼쪽을 고르면 아무 일도 일어나지 않는데, 오른쪽을 고르면 스위치가 눌러지는 일이 생겨서 독가스가 나와 고양이가 죽는 일이 벌어진다.

수앛은 돌일 수도, 물일 수도 있다. 그 결과에 따라 고양이는 목숨이 달렸다. 그런데 "고양이는 죽어있거나 살아있거나 하지 못하잖냐?" 라며 중첩설을 깎아내리려고 내놓은 상상실험이었다. 근데 거꾸로 이게 양자역학(앛움직임)을 더 잘 설명하는 길을 열어줬다.

고양이도 파동임을 깨닫게 해 준 거다.

근데 왜 고양이는 전혀 파동처럼 안 보이나? 커서 그렇다. 수앛 관점에서 볼 때 고양이는 엄청 큰 거다. 이 차이만큼이나 엄청나게 큰 거인(수앛과 고양이 비율=고양이와 거인 비율)이 이중슬릿에 고양이를 마구 던지면 수앛처럼 파동으로 보일 거다.



수앛에 비해 암앛은 2천배 크니까, 무지무지 큰 거다. 그런 암앛이 무려 20개나 공모양으로 뭉쳐진 풀러렌을 이처럼 이중슬릿에 마구 던져보았다. 놀랍게도 이 정도 큰 걸 던졌어도 이중슬릿을 통과하여 파동꼴을 나타냈다. 이게 1998년 실험인데 더 키워서 인슐린 크기의 매우 큰 나름앛(분자)까지 시도 중이다. 목표는 아메바(세포)까지 던져보는 거다. 하여간 꽤 큰 나름앛까지도 중첩성을 가지더라..

5. 서로작용

실험하다 보니 여기에 까다로운 조건이 있더라.. 던져서 이중슬릿까지 날아가는 동안 단 하나의 빛, 수앛, 암앛의 영향을 안 받아야 한다는 거다. '관측(봄)'이란 '서로작용'인 거다. 내가 왜 파동이 아니냐면? 주변에 나를 보는 게 너무 많다. 사람 정도 크기가 되면 수많은 것과 서로작용을 하기 때문에, 끊임없이 관측당하는 거다. 막는 순간 죽을 거다.

따라서 '관측(봄)'의 주체는 대상을 뺀 나머지 온누리(우주전체)라 할 수 있다.