양자역학의 기본원리를 알아보자

양자역학의 기본 원리에 대해 알아보자.

참고로 이 글은 양자역학의 기본원리를 간략하게나마 설명하는 글이니까

어려울수도 있어.

그래도 최대한 쉽게 설명했읜까 자세히 읽어보면 대충이나마

양자역학이 어떻게 돌아가는지 알수있을꺼야.

1. 고전역학과 양자역학의 차이

고전역학과 양자역학의 가장 큰 차이는 물체를 기술하는 방식이야.

예를들어 물체의 위치를 기술한다면

고전역학 : 이 물체는 A지점에 있다.

양자역학 : 이 물체는 A지점에 있을확률 =20%, B지점=30%, C지점=50% 확률로 존재한다.

이렇게 기술을 한다는거야.

즉, 양자역학에서는 어떤 대상의 상태를 확률로 기술한다는 거야.

근데 사실 위 상황에서 만약 양자역학이

양자역학 : 이 물체는 A지점에 있을확률 =100%

라고 한다면, 고전역학하고 똒같은 말을 하게 되잖아.

그러니 따지고보면 양자역학은 고전역학에서 하는 내용을 포괄해서 설명할수 있다는 이론인거야.

안좋은 방식이지만, 양자역학에서는 저런 방식을 쓰니까

일단은 받아들이자.

2. 양자역학과 관측

위에서 봤듯이 양자역학은 물체의 위치를 기술할때

양자역학 : 이 물체는 A지점에 있을확률 =20%, B지점=30%, C지점=50% 확률로 존재한다.

이런식으로 기술한다고 햇지?

그런데 이제 중요한건, 우리가 관측했을때 무슨일이 벌어지냐는 거야.

애시당초에 물체의 상태를 확률로 기술했으므로 만약 우리가 저 물체를 관측한다면

20%의 확률로 A지점에서 발견되고,

30%의 확률로 B지점에서 발견되고,

50%의 확률로 C지점에서 발견

되야 양자역학이 맞는거겠지?

실제로 저렇게 됨.

따라서 양자역학은 잘 맞는 이론임.

 

끝

ㅋㅋㅋ 이게 양자역학을 물리학자들이 쓰는 이유임.

왜냐? 자연현상을 잘 기술하니까.

좆같겠지만 그렇다고 양자역학은 쓰레기 이론이다!

라고 물리학자들한테 따진다면

"Okay, 그럼 더 좋은 이론 가져와"

라고 말함. 근데 아직 아무도 양자역학보다 자연현상을 잘 설명하는 이론을 발명못햇음.

근데 여기서 하나 더 추가로 알아야 될께,

원래 물체의 상태가

양자역학 : 이 물체는 A지점에 있을확률 =20%, B지점=30%, C지점=50% 확률로 존재한다.

이었지?

근데 만약 관측을 실제로 했더니 B지점에서 발견됬다고 해보자.

그러면 앞으로 이 물체의 양자역학적 상태는 

양자역학 : 이 물체는 B지점에 100% 확률로 존재한다.

가 되버림. 즉, 관측하는 순간 물체의 상태가 바뀐다는 거임.

이걸 파동함수의 붕괴 라고 부르는데 현대 양자역학에서 대부분이 받아들인 가설임.

따라서 관측전에는 이 물체는 A지점에 있을확률 =20%, B지점=30%, C지점=50% 확률로

관측후에는 이 물체는 B지점에 100% 확률로 존재한다가 되버림. 즉, 이 이후에는 몇벙늘 관측해도 이 물체는 B지점에서 발견됨.

이 부분은 좀 이해하기 난해할수도 있는데 그냥 현대 양자역학에서는 저런 논리를 쓴다는거로 받아들이면됨.

3. 이중슬릿 실험

이중슬릿 실험하면 전자가 두개의 슬릿 모두를 통과한다는 그런 실험 들어봤을꺼야.

고전역학으로는 설명이 안되지만, 양자역학적으로는?

양자역학 : 이 물체는 50%의 확률로 A지점을, 50%의 확률로 B지점을 통과한다.

라고 기술하면 끝임 ㅋㅋ

그러면 관측할때마다 (즉 새로운 전자를 쏠 떄마다) 50%의 확률로 A또는 B 지점을 통과함.

ㅋㅋ 존나 간단함.

좀더 고급적으로는 파인만 경로적분을 통해서 슬릿을 통과할 확률이 저렇게 된다느걸

보일수 있음.

3줄요약 :

1. 양자역학은 물체의 상태를 확률로 기술.

2. 그 상태는 관측할때마다 확률적으로 특정한 상태로 고정됨.