물리 슈레딩거 고양이 양자 이론 실험

2014.10.14 20:32

슈레딩거 고양이 양자 이론 실험 http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2014090984&service_code=03
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-10-02

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양자 이론의 실험은 극도로 복잡한 프로세스이다. 보통의 직관은 고전적인 세계에서 양자 세계로 바뀔 때 보통 역전된다. 오랫동안 몇 개의 양자 특성과 연구 방법들이 지속적으로 발전되었다. 이제 호주 Macquarie 대학의 과학자들은 양자 이론을 좀 더 직관적으로 만들었을 경우의 결과를 테스트하기 위해서 새로운 실험을 제안하고 일련의 새로운 가정을 조사하였다. 양자 이론은 거의 모든 기술의 기반이 되는 과학이지만, 그것은 우리의 일상적인 직관과는 분리되어 있으며 그에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다고 연구진은 말하였다.

움직이고, 반대도 공존하는 실체에서 어떻게 길을 찾을 수 있을까? 더구나 그 안에서 어떻게 실험을 수행할 수 있을까? 이것은 양자 역학의 고정되지 않은 세계를 다룰 때 대답해야만 하는 질문이다. 양자 이론의 개발을 통하여, 일련의 이성적인 아이디어가 이상한 모순을 가져다 주었다. 예를 들면, 죽지도 또는 살아있지도 않은 유명한 슈레딩거의 고양이와 같은 모순이다.

양자 역학의 가장 유명한 결과 중의 또 다른 하나는 모든 물체가 알맞은 조건이 주어지면 입자 또는 파동으로서 거동할 수 있다는 것이다. 이들 연구진은 2011년 새로운 실험을 제안하였다. 이것은 전세계의 많은 연구 그룹에 의해서 실현되었다. 이 제안은 복잡한 실험을 훨씬 더 간단하게 만들었다. 예를 들면, 40미터의 광케이블을 필요로 하였던 이전의 실험을 이제 단지 하나의 칩으로 수행될 수 있게 하였다.

이런 파동-입자 이중성을 시작점으로 잡고, 이들 연구진은 새롭고 더 명료한 일련의 가정을 조사하였다: 모든 물체는 항상 실제로 입자이거나 또는 파동이다. 그러나 동시에 두 가지는 아니다(객관성), 충분한 정보가 있다면 모든 것은 예측 가능하다(결정론), 빛의 속도는 궁극적으로 제한적이다(국재성). 측정하는 디바이스가 슈레딩거 고양이 상태에 의해서 제어되는, 이런 가정을 취하여 그것들을 실험에 적용하였을 때 연구진은 일부 혼란스러운 역설에 도달하였다.

고양이가 죽거나 또는 살아있다는 것이 발견된 후에만, 실험자가 한 것이 입자를 발견하기 위한 것인지 또는 파동을 발견하기 위한 것인지를 알 수 있게 되는 것이라고 연구진은 설명하였다. 이런 세 가지의 단순한 찾기 아이디어는 실험과 상충되는 실험의 예측이라는 결과에 도달하게 될 것이다. 유주는 이와 같이 단순하게 작동하지 않는다.

그 다음 연구진은 그들의 초기 가정을 약간 변경시켰다. 그들은 제 3의 가정을 검출기가 상호작용하기 전에 연구한 시스템에 영향을 주지 않도록 하는 조건으로 대체하였다. 이런 대체는 다른 이상한 결과를 도출하였다. 그것은 우리의 양자 세계가 그와 같지 않을 뿐 아니라 그와 같은 결합은 어떤 우주에서도 실현될 수 없다는 것이다. 이들의 연구 결과는 "Is wave-particle objectivity compatible with determinism and locality?"라는 제목으로 Nature Communications에 발표되었다.

첨부그림: 양자 역학의 유명한 슈레딩거 고양이 가설은 아직도 많은 논의가 진행되고 있는 주제이다.

[출처] http://phys.org/print330941599.html

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