국민대학교 과학과창의적사고 레포트
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2023.09.18
문서 내 토픽
  • 1. 국소성과 상보성
    우리에 세상은 국소성과 상보성 중 상보성에 더 적합하다고 생각합니다. 국소성은 멀리 떨어진 두 물체는 공간이 나뉘어져 있어서 서로 상호작용 하지 못하고 오로지 중력파만 두 공간을 매개할 수 있다는 것이고 상보성은 멀리 떨어져 있는 두 공간은 서로 상호작용 할 수 있다는 것입니다. 상보성은 주로 코펜하겐 해석에 의해서 주장들에 대한 근거를 제시해 왔는데 그 대표주자로 닐스 보어, 베르너 하이젠베르크 등을 말할 수 있습니다. 주장하는 근거들로는 주로 불확정성 원리 or 블랙홀에서의 상보성 or 슈뢰딩거 고양이등이 있습니다 추가적으로 양자 얽힘에서 하나의 스핀이 결정되면 다른 하나의 스핀방향이 결정되는 것을 상보성의 예시로 들 수 있다.
  • 2. 국소성을 지지하는 이론
    하지만 이와 같은 양자역학은 완벽한 물리이론이 아니라는 의견을 가진 아인슈타인, 포돌스키, 로젠은 양자역학에 대한 역설을 발표하는데 이 역설을 EPR역설이라 하며 국소성을 대표하는 이론이 된다. 국소성을 지지하는 이론에는 EPR역설 이외에 입자가 어떤 상태에 확률적으로 존재하는 것이 아니고 우리가 실험을 했을 때 그 실험값을 정확히 얻어 낼 수 있다는 숨은변수이론이 있다 숨은변수이론은 우리가 사는 세계에 아직 우리가 모르는 변수들이 많아서 정확한 입자의 운동성이나 위치를 파악하지 못한다는 이론으로 국소성을 지지하는 대표적인 근거중에 하나이다.
  • 3. 아인슈타인의 광자상자 실험
    추가적으로 아인슈타인의 광자상자 실험이 있는데 이 실험은 빛이 새지 않고 매우 빨리 열리고 닫히는 창문을 설치한 상자속의 시계를 상상한다, 상자의 창문이 열렸을 때 한개의 광자가 빠져 나오도록 하고, 창문이 열리기 전후에 저울로 상자의 무게를 측정해 빠져나간 광자의 질량(에너지)을 측정한다고 하자.그러면 결과적으로 빠져나간 광자의 에너지와 시간을 임의로 정확하게 결정하는 것이 가능할 것이다. 이는 하이젠베르크의 불확정성 관계, (△E)x(△t)?h를 위반한 것으로, 양자이론이 틀렸음을 입증하는 것이다. 이 또한 이론적으로 보면 국소성을 지지하는 것이다.
  • 4. 상보성을 지지하는 근거
    그럼 지금부터 국소성보다 상보성이 우리 세계에 더 알맞은 이유를 말해보면 우선 숨은변수이론은 틀린 이론이다 그 이유는 아인슈타인이 진행한 실험에서 이론값과 실험값의 데이터가 다르게 다오면서 자신이 세운 이론이 틀리다는 것을 입증한 셈이다 두 번째로 광자상자 실험은 광자가 하나 빠져나갈 때 질량이 줄어들게 되는데 질량이 줄어들면 중력이 상대적으로 줄어들게 된다 그러므로 중력의 크기가 줄면 시간이 더 길어지게 되므로 정확한 시간을 측정하는 것이 불가능 하게 되는다는 점이다 이와 같은 여러 반박들로 인해서 국보성보다 상보성이 더 알맞다고 할 수있다 하지만 가장 핵심적으로 상보성을 지지하는 것으로는 플러렌 실험이다 플러렌이란 C60을 의미하며 전자보다 아주 큰 질량을 가지고 있다 따라서 미시세계에서만 성립한다는 양자역학이 거시세계 에서도 성립한다는 아주 중요한 단서가 되는데 플러렌 실험은 전자의 이중슬릿 실험과 같다 하지만 이때 다른 것은 반드시 진공상태에서 실험을 진행해야 한다는 것이다. 실험결과는 전자의 이중슬릿 시험과 동일하게 입자성과 파동성 모두를 나타내며 양자역학이 거시세계에서도 적용되는 모습을 보여주며 현재 더 큰 질량을 가진 물체들을 보여주며 상보성을 더욱 확고히 하고있는 중이다.
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  • 1. 국소성과 상보성
    국소성과 상보성은 양자역학에서 매우 중요한 개념입니다. 국소성은 입자들이 서로 독립적으로 작용한다는 것을 의미하며, 상보성은 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정할 수 없다는 것을 의미합니다. 이 두 개념은 서로 모순되는 것처럼 보이지만, 양자역학의 근간을 이루는 핵심 원리입니다. 국소성과 상보성은 양자역학의 해석과 응용에 있어 중요한 역할을 하며, 이에 대한 이해는 양자역학을 깊이 있게 이해하는 데 필수적입니다.
  • 2. 국소성을 지지하는 이론
    국소성을 지지하는 대표적인 이론으로는 아인슈타인, 폴로드스키, 로젠(EPR) 역설이 있습니다. EPR 역설은 양자역학의 상보성 원리가 불완전하다고 주장하며, 입자들이 서로 독립적으로 작용한다는 국소성을 지지합니다. 이 이론은 양자역학의 해석에 대한 논쟁을 불러일으켰으며, 이후 벨 부등식 실험 등을 통해 상보성이 더 잘 설명된다는 것이 밝혀졌습니다. 국소성에 대한 이해는 양자역학의 근본적인 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다.
  • 3. 아인슈타인의 광자상자 실험
    아인슈타인의 광자상자 실험은 상보성을 설명하기 위한 실험으로, 빛의 입자성과 파동성을 동시에 관찰할 수 없다는 것을 보여줍니다. 이 실험에서 아인슈타인은 빛의 에너지가 양자화되어 있다는 것을 보여주었고, 이는 상보성 원리를 뒷받침하는 중요한 실험 결과입니다. 이 실험은 양자역학의 기본 원리를 이해하는 데 중요한 역할을 했으며, 이후 양자역학의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다.
  • 4. 상보성을 지지하는 근거
    상보성을 지지하는 가장 중요한 근거는 헤이젠베르크의 불확정성 원리입니다. 이 원리에 따르면, 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 이는 양자역학의 근본적인 특성으로, 국소성을 지지하는 이론들과 모순됩니다. 또한 벨 부등식 실험 등을 통해 상보성이 더 잘 설명된다는 것이 밝혀졌습니다. 상보성은 양자역학의 핵심 원리이며, 이에 대한 이해는 양자역학을 깊이 있게 이해하는 데 필수적입니다.
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