과학

빛은 우리 삶에 가장 친숙한 존재이지만, 그 본질을 설명하는 것은 과학계의 오랜 미스터리였습니다. 한때는 작은 알갱이로, 다른 한때는 잔잔한 물결처럼 퍼지는 파동으로 이해되었죠. 이 두 가지 상반된 성질이 한 존재에 공존한다는 사실은 20세기 과학의 혁명적인 전환점이 되었습니다. 우리는 바로 이 빛의 이중성을 이해함으로써 양자역학이라는 신세계로 진입하게 됩니다. 이 글에서는 빛의 파동성과 입자성을 둘러싼 과학적 논쟁과 … Read more

‘슈뢰딩거의 고양이’는 양자역학을 설명할 때 빠질 수 없는 대표적인 사고 실험입니다. 슈뢰딩거는 고양이를 이용해 양자역학의 이상한 성질인 중첩(superposition) 상태를 직관적으로 설명하고자 했습니다. 이 실험은 입자가 동시에 여러 상태에 존재할 수 있다는 양자역학의 특징을 고양이라는 거시적 존재에 적용하면 얼마나 비상식적인 결과가 나오는지를 보여줍니다. 초보자도 이해할 수 있도록, 슈뢰딩거의 고양이 실험의 배경, 의미, 그리고 양자역학적 해석을 풀어봅니다. … Read more

플랑크 상수는 양자역학이라는 거대한 세계의 문을 연 아주 작은 열쇠입니다. 이 상수가 왜 중요하고, 어떤 의미를 가지며, 우리 삶에 어떻게 스며들었는지 궁금하지 않으셨나요? 고전 물리학의 한계를 깨뜨리고 새로운 과학 혁명을 이끈 플랑크 상수의 놀라운 이야기를 지금부터 함께 살펴보겠습니다. 20세기 과학의 대격변, 플랑크 상수의 탄생 19세기 말, 물리학자들은 모든 현상이 고전 물리학으로 설명 가능하다고 믿었습니다. 하지만 … Read more

양자 얽힘은 멀리 떨어진 두 입자가 마치 텔레파시처럼 서로의 상태에 즉각적으로 영향을 미치는 기묘한 현상입니다. 아인슈타인은 빛보다 빠른 정보 전달이 불가능하다는 자신의 이론에 어긋난다고 생각하여, 이를 ‘유령 같은 원격 작용’이라 부르며 반대했죠. 하지만 이후 존 벨의 부등식을 활용한 수많은 실험을 통해 양자 얽힘이 실제로 존재한다는 사실이 증명되었습니다. 오늘날 이 현상은 해킹이 불가능한 양자 통신과 초고속 … Read more

세상은 완벽하게 예측 가능하다고 오랫동안 믿어왔습니다. 하늘을 나는 새의 궤적, 굴러가는 공의 속도, 심지어 행성의 움직임까지도 초기 조건만 알면 미래를 정확히 계산할 수 있다고 생각했죠. 마치 거대한 기계의 톱니바퀴처럼 모든 것이 정해진 길을 가는 듯했습니다. 하지만 20세기 초, 아주 작은 미시 세계를 탐험하기 시작하면서 이 견고한 믿음은 산산조각 났습니다. 그리고 1927년, 독일의 물리학자 베르너 하이젠베르크는 … Read more

우리가 사는 세상을 완벽하게 이해할 수 있을까요? 아주 오래전부터 인류는 이 질문에 답하기 위해 노력해왔습니다. 그 과정에서 두 개의 거대한 물리학 이론이 탄생했죠. 하나는 우리 눈에 보이는 모든 것을 설명하는 ‘고전 물리학’이고, 다른 하나는 눈에 보이지 않는 아주 작은 세계의 비밀을 푸는 ‘양자역학’입니다. 이 두 이론은 서로 충돌하는 것처럼 보이지만, 사실은 세상을 더 완전하게 보여주는 … Read more

우리가 사는 세상은 무엇으로 이루어져 있을까요? 눈에 보이는 모든 것은 원자, 그 안의 양성자, 중성자, 그리고 전자로 구성되어 있다고 배웠습니다. 그런데 이 작은 입자들의 세계는 우리의 상식과는 너무나 다르게 움직입니다. 마치 한 개의 동전이 앞면과 뒷면이라는 두 가지 가능성을 동시에 가지고 있다가, 던져지고 나서야 비로소 한 가지 결과를 보여주는 것처럼 말이죠. 양자역학이 바로 이 기묘한 … Read more

양자역학의 세계는 종종 우리 일상적인 직관을 초월하는 기묘하고 놀라운 현상들로 가득 차 있습니다. 그중에서도 단연 돋보이는 것은 바로 양자 터널링입니다. 마치 마법처럼 입자가 자신의 에너지를 훌쩍 뛰어넘어 마치 벽을 뚫고 지나가는 듯한 현상은 처음 들으면 믿기 어렵죠. 하지만 이 현상은 단순한 이론적 개념을 넘어, 태양을 빛나게 하고 현대 기술을 혁신하는 데 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 그렇다면 … Read more

양자역학의 세계는 종종 우리의 상식과 충돌합니다. 그 중에서도 양자 얽힘(Quantum Entanglement)은 가장 기묘하고도 매력적인 현상 중 하나죠. 마치 신비한 끈으로 연결된 것처럼, 두 개의 입자가 아무리 멀리 떨어져 있어도 하나의 상태를 측정하는 순간 다른 하나의 상태가 즉각적으로 결정되는 현상입니다. 이 기묘한 현상을 두고 알베르트 아인슈타인은 ‘유령 같은 원격 작용(spooky action at a distance)’이라 부르며 양자역학의 … Read more