Ver3.0
์ ์ฒด ์ด๋
Ver3.0 ๐ ์์์ญํ ์คํ์ : ๊ฐ์์ ์๊ฐ ์ง๊ณต์์ ํ์ด๋์จ๋ค๋ ๊ฒ ์ ๋ง์ผ๊น?

๐ ์์์ญํ ์คํ์ : ๊ฐ์์ ์๊ฐ ์ง๊ณต์์ ํ์ด๋์จ๋ค๋ ๊ฒ ์ ๋ง์ผ๊น?
ํ ๋น ๊ณต๊ฐ์์ ๋ฌด์ธ๊ฐ๊ฐ ์๊ฒจ๋๋ค? ์์์ธ๊ณ์ ๊ฐ์ฅ ์ ๋น๋ก์ด ํ์์ ํํค์ณ๋ณด์! โ๏ธโจ
์๋
, ์น๊ตฌ! ๐ ์ค๋์ ์ ๋ง ํฅ๋ฏธ์ง์งํ ์ฃผ์ ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ด. ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์
์(virtual particle)๋ผ๋ ๋
์์ธ๋ฐ, ์ด๊ฒ ์ง์ง ๋ง๋ ์ ๋๊ฒ ์ ๊ธฐํด. ์๋ฌด๊ฒ๋ ์๋ ์ง๊ณต์์ ๊ฐ์๊ธฐ ์
์๊ฐ ํ์ด๋์จ๋ค๋, ์ด๊ฒ ๋ฌด์จ ๋ง์ ์ผ์ผ? ๐ฉโจ
๊ทผ๋ฐ ์ด๊ฑด ๋ง์ ์ด ์๋๋ผ ์ง์ง ๋ฌผ๋ฆฌํ์ด์ผ. ์์์ญํ์ด๋ผ๋ ํ๋ฌธ์์ ์ค์ ๋ก ์ผ์ด๋๋ ํ์์ด๊ฑฐ๋ . ์ฒ์ ๋ค์ผ๋ฉด "์์ด, ์ค๋ง~" ํ๊ฒ ์ง๋ง, ์ด๊ฒ ์ง์ง๋ผ๋ ๊ฒ ๋ ๋๋ผ์ด ๊ฑฐ์ง. ์, ๊ทธ๋ผ ์ด ์ ๋น๋ก์ด ์์์ธ๊ณ๋ก ํจ๊ป ๋ ๋๋ณผ๊น? ๐
๊ทผ๋ฐ ์ด๊ฑด ๋ง์ ์ด ์๋๋ผ ์ง์ง ๋ฌผ๋ฆฌํ์ด์ผ. ์์์ญํ์ด๋ผ๋ ํ๋ฌธ์์ ์ค์ ๋ก ์ผ์ด๋๋ ํ์์ด๊ฑฐ๋ . ์ฒ์ ๋ค์ผ๋ฉด "์์ด, ์ค๋ง~" ํ๊ฒ ์ง๋ง, ์ด๊ฒ ์ง์ง๋ผ๋ ๊ฒ ๋ ๋๋ผ์ด ๊ฑฐ์ง. ์, ๊ทธ๋ผ ์ด ์ ๋น๋ก์ด ์์์ธ๊ณ๋ก ํจ๊ป ๋ ๋๋ณผ๊น? ๐
๐ค ์ง๊ณต์ด ๋น์ด์์ง ์๋ค๊ณ ? ๋์ฒด ๋ฌด์จ ์๋ฆฌ์ผ?
์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ผ์์์ ์๊ฐํ๋ '์ง๊ณต'์ ๋ญ์ผ? ๊ทธ๋ฅ ์๋ฌด๊ฒ๋ ์๋ ํ
๋น ๊ณต๊ฐ์ด์์. ์ฒญ์๊ธฐ๋ก ๋นจ์๋ค์ธ ๊ณต๊ฐ์ฒ๋ผ ๋ง์ด์ผ. ๊ทผ๋ฐ ์์์ญํ์์๋ ์ด์ผ๊ธฐ๊ฐ ์์ ํ ๋ฌ๋ผ์ ธ. ๐ญ์์์ญํ์ ์ง๊ณต์ ์ฌ์ค ์์ฒญ๋๊ฒ ๋ฐ์ ๊ณต๊ฐ์ด์ผ. ๋ง์น ๊ฒ์ผ๋ก๋ ์กฐ์ฉํด ๋ณด์ด๋ ์ฐ๋ชป์ด์ง๋ง, ๋ฌผ์์์๋ ๋ฌผ๊ณ ๊ธฐ๋ค์ด ์ด ์ ์์ด ์์ง์ด๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋ง์ด์ผ. ์ด '๋ฌผ๊ณ ๊ธฐ๋ค'์ด ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์ ์๋ค์ด์ง.
1920๋ ๋ ํ๋ฐ, ๋ฌผ๋ฆฌํ์๋ค์ด ์์์ญํ์ ๋ฐ์ ์ํค๋ฉด์ ์ ๋ง ์ด์ํ ๊ฑธ ๋ฐ๊ฒฌํ์ด. ํ์ด์ ๋ฒ ๋ฅดํฌ(Werner Heisenberg)๋ผ๋ ๋ ์ผ ๋ฌผ๋ฆฌํ์๊ฐ ๋ถํ์ ์ฑ ์๋ฆฌ(Uncertainty Principle)๋ผ๋ ๊ฑธ ์ ์ํ๋๋ฐ, ์ด๊ฒ ๋ชจ๋ ๊ฑธ ๋ฐ๊ฟ๋จ์ง.
๐ก ํ์ด์ ๋ฒ ๋ฅดํฌ์ ๋ถํ์ ์ฑ ์๋ฆฌ
์ด ์๋ฆฌ๋ ๊ฐ๋จํ ๋งํ๋ฉด ์ด๋:"์ฐ๋ฆฌ๋ ์ ์์ ์์น์ ์ด๋๋์ ๋์์ ์ ํํ๊ฒ ์ ์ ์๋ค"
๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ฌ๊ธฐ์๋ ๋ ๋ค๋ฅธ ๋ฒ์ ์ด ์์ด:
"์๋์ง์ ์๊ฐ๋ ๋์์ ์ ํํ๊ฒ ์ ์ ์๋ค"
์์์ผ๋ก ํํํ๋ฉด: ฮE ร ฮt โฅ โ/2
(ฮE๋ ์๋์ง ๋ถํ์ ์ฑ, ฮt๋ ์๊ฐ ๋ถํ์ ์ฑ, โ๋ ํ๋ํฌ ์์๋ฅผ 2ฯ๋ก ๋๋ ๊ฐ)
์ด๊ฒ ๋ฌด์จ ์๋ฏธ๋๋ฉด, ์์ฃผ ์งง์ ์๊ฐ ๋์์๋ ์๋์ง๊ฐ '๋ถํ์ค'ํด์ง ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ๋ค์ ๋งํด, ์์ฃผ ์งง์ ์๊ฐ ๋์ ์๋์ง๊ฐ '๋น๋ ค์ง' ์ ์๋ค๋ ๋ป์ด์ง! ๐ช
์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์ ์๊ฐ ๋ํ๋ ์ ์๋ ์ด์ ์ผ. ์ง๊ณต์์ ์ ๊น ๋์ ์๋์ง๋ฅผ '๋น๋ ค์' ์ ์-๋ฐ์ ์ ์์ด ๋ง๋ค์ด์ง๋ ๊ฑฐ์ง. ๋ง์น ์ฐ์ฃผ๊ฐ ์ ๊น ์ ์ฉ์นด๋๋ฅผ ์ฐ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ! ๐ณ ๋ฌผ๋ก ์ด '๋น'์ ์์ฃผ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๊ฐ์์ผ ํด. ๊ทธ๋์ ์ด ์ ์๋ค์ ๊ธ๋ฐฉ ์ฌ๋ผ์ง๋ ๊ฑฐ์ผ.
์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์ ์๊ฐ ๋ํ๋ ์ ์๋ ์ด์ ์ผ. ์ง๊ณต์์ ์ ๊น ๋์ ์๋์ง๋ฅผ '๋น๋ ค์' ์ ์-๋ฐ์ ์ ์์ด ๋ง๋ค์ด์ง๋ ๊ฑฐ์ง. ๋ง์น ์ฐ์ฃผ๊ฐ ์ ๊น ์ ์ฉ์นด๋๋ฅผ ์ฐ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ! ๐ณ ๋ฌผ๋ก ์ด '๋น'์ ์์ฃผ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๊ฐ์์ผ ํด. ๊ทธ๋์ ์ด ์ ์๋ค์ ๊ธ๋ฐฉ ์ฌ๋ผ์ง๋ ๊ฑฐ์ผ.
โก ๊ฐ์์
์, ๋๋ ๋๊ตฌ๋?
์, ์ด์ ๋ณธ๊ฒฉ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์์
์์ ๋ํด ์์๋ณด์. ๊ฐ์์
์๋ ์์์ฅ๋ก (Quantum Field Theory)์์ ๋ฑ์ฅํ๋ ๊ฐ๋
์ด์ผ. ๐์์์ฅ๋ก ์์๋ ์ฐ์ฃผ์ ๋ชจ๋ ๊ณต๊ฐ์ด '์ฅ(field)'์ผ๋ก ๊ฐ๋ ์ฐจ ์๋ค๊ณ ๋ด. ์ ์์ฅ, ๊ด์์ฅ, ์ฟผํฌ์ฅ ๋ฑ๋ฑ... ์ด ์ฅ๋ค์ด ์ง๋ํ๋ฉด์ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๋ ์ ์๋ค์ด ๋ง๋ค์ด์ง๋ ๊ฑฐ์ง. ๋ง์น ๋ฐ๋ค์ ํ๋์ฒ๋ผ ๋ง์ด์ผ. ๐
๐ฏ ๊ฐ์์
์์ ํน์ง:
1๏ธโฃ ์๋์ง-์ง๋ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ผ์์ ์ผ๋ก ์๋ฐ: ์์ธ์ํ์ธ์ E=mcยฒ๋ฅผ ์ ๊น ์ด๊ธธ ์ ์์ด
2๏ธโฃ ๊ทนํ ์งง์ ์๋ช : ๋ณดํต 10โปยฒยน์ด ์ดํ๋ก ์กด์ฌ
3๏ธโฃ ์์ผ๋ก ์์ฑ: ์ ์์ ๋ฐ์ ์๊ฐ ํจ๊ป ๋ํ๋
4๏ธโฃ ์ง์ ๊ด์ธก ๋ถ๊ฐ๋ฅ: ๋๋ฌด ๋นจ๋ฆฌ ์ฌ๋ผ์ ธ์ ์ง์ ๋ณผ ์ ์์ด
5๏ธโฃ ๊ฐ์ ์ ํจ๊ณผ๋ ์ธก์ ๊ฐ๋ฅ: ๋ค๋ฅธ ํ์์ ์ํฅ์ ์ค์ ์กด์ฌ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์ด
2๏ธโฃ ๊ทนํ ์งง์ ์๋ช : ๋ณดํต 10โปยฒยน์ด ์ดํ๋ก ์กด์ฌ
3๏ธโฃ ์์ผ๋ก ์์ฑ: ์ ์์ ๋ฐ์ ์๊ฐ ํจ๊ป ๋ํ๋
4๏ธโฃ ์ง์ ๊ด์ธก ๋ถ๊ฐ๋ฅ: ๋๋ฌด ๋นจ๋ฆฌ ์ฌ๋ผ์ ธ์ ์ง์ ๋ณผ ์ ์์ด
5๏ธโฃ ๊ฐ์ ์ ํจ๊ณผ๋ ์ธก์ ๊ฐ๋ฅ: ๋ค๋ฅธ ํ์์ ์ํฅ์ ์ค์ ์กด์ฌ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์ด
๊ฐ์์
์์ ๊ฐ์ฅ ํํ ์๋ ์ ์-์์ ์ ์์ด์ผ. ์ง๊ณต์์ ๊ฐ์๊ธฐ ์ ์(eโป)์ ์์ ์(eโบ)๊ฐ ํ์ด๋์๋ค๊ฐ ๋ค์ ๋ง๋์ ์๋ฉธํ๋ ๊ฑฐ์ง. ์ด ๊ณผ์ ์ด ์ง๊ณต ๊ณณ๊ณณ์์ ๋์์์ด ์ผ์ด๋๊ณ ์์ด! ๐ฎ
์๊ฐํด๋ด. ์ง๊ธ ์ด ์๊ฐ์๋ ๋ค ์ฃผ๋ณ ๊ณต๊ฐ์์, ์๋ ๋ค ๋ชธ์ ํต๊ณผํ๋ฉด์๋ ์์์ด ๋ง์ ๊ฐ์์ ์๋ค์ด ์๊ฒจ๋ฌ๋ค ์ฌ๋ผ์ง๊ณ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ์์ SF ์ํ ๊ฐ์ง ์์? ๊ทผ๋ฐ ์ด๊ฒ ํ์ค์ด์ผ! ๐ฌ
์๊ฐํด๋ด. ์ง๊ธ ์ด ์๊ฐ์๋ ๋ค ์ฃผ๋ณ ๊ณต๊ฐ์์, ์๋ ๋ค ๋ชธ์ ํต๊ณผํ๋ฉด์๋ ์์์ด ๋ง์ ๊ฐ์์ ์๋ค์ด ์๊ฒจ๋ฌ๋ค ์ฌ๋ผ์ง๊ณ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ์์ SF ์ํ ๊ฐ์ง ์์? ๊ทผ๋ฐ ์ด๊ฒ ํ์ค์ด์ผ! ๐ฌ
๐ฌ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ ์์ด? ์ ๋ง ์กด์ฌํ๋ ๊ฑฐ์ผ?
"๊ทธ๋์ ์ด๊ฒ ์ง์ง ์๋ค๋ ์ฆ๊ฑฐ๊ฐ ๋ญ๋ฐ?" ๋น์ฐํ ์ด๋ฐ ์ง๋ฌธ์ด ๋์ฌ ๊ฑฐ์ผ. ๊ฐ์์
์๋ ์ง์ ๋ณผ ์ ์์ผ๋๊น ๋ง์ด์ผ. ํ์ง๋ง ๋ฌผ๋ฆฌํ์๋ค์ ์๋ฆฌํ๊ฒ๋ ๊ฐ์ ์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ด๋ค์ ์กด์ฌ๋ฅผ ํ์ธํ์ด! ๐ต๏ธ1. ๋จ ์ด๋(Lamb Shift) ๐
1947๋ , ์๋ฆฌ์ค ๋จ(Willis Lamb)์ด๋ผ๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ์๊ฐ ์์ ์์์ ์๋์ง ์ค์๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ธก์ ํ์ด. ๊ทธ๋ฌ๋๋ ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก ์์ธกํ ๊ฐ๊ณผ ์์ฃผ ๋ฏธ์ธํ๊ฒ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฌ์ง.
์ ๊ทธ๋ด๊น? ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์ ์๋ค ๋๋ฌธ์ด์ผ! ์์ ์์์ ์ ์ ์ฃผ๋ณ์์ ๊ฐ์ ๊ด์๋ค์ด ๊ณ์ ์๊ฒจ๋ฌ๋ค ์ฌ๋ผ์ง๋ฉด์ ์ ์์ ์๋์ง์ ์ํฅ์ ์ค ๊ฑฐ์ผ. ์ด ๋ฐ๊ฒฌ์ผ๋ก ๋จ์ 1955๋ ๋ ธ๋ฒจ ๋ฌผ๋ฆฌํ์์ ๋ฐ์์ด. ๐
๐ ๋จ ์ด๋์ ํฌ๊ธฐ
์์ ์์์ 2Sโ/โ์ 2Pโ/โ ์ค์ ์ฌ์ด์ ์๋์ง ์ฐจ์ด:์ฝ 1057 MHz (๋ฉ๊ฐํค๋ฅด์ธ )
์ด๊ฑด ์ ๋ง ์์ ๊ฐ์ด์ผ. ํ์ง๋ง ํ๋ ๊ธฐ์ ๋ก ์ ํํ๊ฒ ์ธก์ ํ ์ ์๊ณ , ์ด๋ก ๊ฐ๊ณผ ์คํ๊ฐ์ด ๋๋๋๋ก ์ ํํ๊ฒ ์ผ์นํด! ์ ํ๋๊ฐ ์์์ ์๋ 6์๋ฆฌ๊น์ง ๋ง์๋จ์ด์ง๋ค๋๊น. ๐ฒ
2. ์นด์๋ฏธ๋ฅด ํจ๊ณผ(Casimir Effect) ๐ฒ
์ด๊ฑด ์ ๋ง ๋ฉ์ง ์คํ์ด์ผ! 1948๋ ๋ค๋๋๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ํจ๋๋ฆญ ์นด์๋ฏธ๋ฅด(Hendrik Casimir)๊ฐ ์์ธกํ ํ์์ธ๋ฐ, 1997๋ ์ ์ค์ ๋ก ์ธก์ ๋์ด.
์คํ์ ์ด๋: ์ง๊ณต ์์ ๋ ๊ฐ์ ๊ธ์ํ์ ์์ฃผ ๊ฐ๊น์ด(๋ง์ดํฌ๋ก๋ฏธํฐ ์์ค) ๋์ผ๋ฉด, ์ด ํ๋ค์ด ์๋ก ๋์ด๋น๊ธฐ๋ ํ์ด ์๊ธด๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ๐งฒ
์ ๊ทธ๋ด๊น? ๊ธ์ํ ์ฌ์ด์ ์ข์ ๊ณต๊ฐ์์๋ ํน์ ํ์ฅ์ ๊ฐ์ ๊ด์๋ง ์๊ธธ ์ ์์ด. ๋ฐ๋ฉด ํ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์๋ ๋ชจ๋ ํ์ฅ์ ๊ฐ์ ๊ด์๊ฐ ์๊ธธ ์ ์์ง. ๊ทธ๋์ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์ '์๋ ฅ'์ด ๋ ์ปค์ ธ์ ํ๋ค์ ๋ฐ์ด๋ถ์ด๋ ๊ฑฐ์ผ!
์ด๊ฑด ์ ๋ง ๋ฉ์ง ์คํ์ด์ผ! 1948๋ ๋ค๋๋๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ํจ๋๋ฆญ ์นด์๋ฏธ๋ฅด(Hendrik Casimir)๊ฐ ์์ธกํ ํ์์ธ๋ฐ, 1997๋ ์ ์ค์ ๋ก ์ธก์ ๋์ด.
์คํ์ ์ด๋: ์ง๊ณต ์์ ๋ ๊ฐ์ ๊ธ์ํ์ ์์ฃผ ๊ฐ๊น์ด(๋ง์ดํฌ๋ก๋ฏธํฐ ์์ค) ๋์ผ๋ฉด, ์ด ํ๋ค์ด ์๋ก ๋์ด๋น๊ธฐ๋ ํ์ด ์๊ธด๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ๐งฒ
์ ๊ทธ๋ด๊น? ๊ธ์ํ ์ฌ์ด์ ์ข์ ๊ณต๊ฐ์์๋ ํน์ ํ์ฅ์ ๊ฐ์ ๊ด์๋ง ์๊ธธ ์ ์์ด. ๋ฐ๋ฉด ํ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์๋ ๋ชจ๋ ํ์ฅ์ ๊ฐ์ ๊ด์๊ฐ ์๊ธธ ์ ์์ง. ๊ทธ๋์ ๋ฐ๊นฅ์ชฝ์ '์๋ ฅ'์ด ๋ ์ปค์ ธ์ ํ๋ค์ ๋ฐ์ด๋ถ์ด๋ ๊ฑฐ์ผ!
๐ ์นด์๋ฏธ๋ฅด ํ์ ํฌ๊ธฐ:
๋ ๊ธ์ํ์ด 1 ๋ง์ดํฌ๋ก๋ฏธํฐ(0.001mm) ๋จ์ด์ ธ ์์ ๋:
ํ 1์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ๋น ์ฝ 0.013 Pa (ํ์ค์นผ)์ ์๋ ฅ
์์ฒญ ์์ ํ์ด์ง? ํ์ง๋ง ๋๋ ธ๊ธฐ์ ์์ค์์๋ ๋ฌด์ํ ์ ์๋ ํฌ๊ธฐ์ผ. ์ค์ ๋ก MEMS(๋ฏธ์ธ์ ์๊ธฐ๊ณ์์คํ ) ์ค๊ณํ ๋ ์ด ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด! ๐ง
ํ 1์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ๋น ์ฝ 0.013 Pa (ํ์ค์นผ)์ ์๋ ฅ
์์ฒญ ์์ ํ์ด์ง? ํ์ง๋ง ๋๋ ธ๊ธฐ์ ์์ค์์๋ ๋ฌด์ํ ์ ์๋ ํฌ๊ธฐ์ผ. ์ค์ ๋ก MEMS(๋ฏธ์ธ์ ์๊ธฐ๊ณ์์คํ ) ์ค๊ณํ ๋ ์ด ํจ๊ณผ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด! ๐ง
3. ํธํน ๋ณต์ฌ(Hawking Radiation) ๐ณ๏ธ
1974๋ , ์คํฐ๋ธ ํธํน(Stephen Hawking)์ด ์ ๋ง ๋๋ผ์ด ๊ฑธ ๋ฐ๊ฒฌํ์ด. ๋ธ๋ํ์ด ์์ ํ ๊ฒ์ ๊ฒ ์๋๋ผ ์์ฃผ ์ฝํ๊ฒ ๋น์ ๋ธ๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ! โจ
์ด๋ป๊ฒ? ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์ ์ ๋๋ฌธ์ด์ผ. ๋ธ๋ํ์ ์ฌ๊ฑด์ ์งํ์ (event horizon) ๊ทผ์ฒ์์ ๊ฐ์์ ์ ์์ด ์๊ธธ ๋, ํ๋๋ ๋ธ๋ํ ์์ผ๋ก ๋นจ๋ ค ๋ค์ด๊ฐ๊ณ ๋ค๋ฅธ ํ๋๋ ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ด๋์ฌ ์ ์์ด. ์ด๋ ๊ฒ ํ์ด๋์จ ์ ์๊ฐ ์ค์ ์ ์๊ฐ ๋๋ ๊ฑฐ์ง!
์ด ๊ณผ์ ์์ ๋ธ๋ํ์ ์ง๋์ ์๊ฒ ๋ผ. ์๊ฐ์ด ์์ฃผ ์ค๋ ์ง๋๋ฉด ๋ธ๋ํ์ด ์์ ํ ์ฆ๋ฐํ ์๋ ์์ด. ๋ฌผ๋ก ํ์ ์ง๋์ ๋ธ๋ํ์ด ์ฆ๋ฐํ๋ ๋ฐ๋ 10โถโท๋ ์ด ๊ฑธ๋ฆฌ์ง๋ง ๋ง์ด์ผ. ๐
1974๋ , ์คํฐ๋ธ ํธํน(Stephen Hawking)์ด ์ ๋ง ๋๋ผ์ด ๊ฑธ ๋ฐ๊ฒฌํ์ด. ๋ธ๋ํ์ด ์์ ํ ๊ฒ์ ๊ฒ ์๋๋ผ ์์ฃผ ์ฝํ๊ฒ ๋น์ ๋ธ๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ! โจ
์ด๋ป๊ฒ? ๋ฐ๋ก ๊ฐ์์ ์ ๋๋ฌธ์ด์ผ. ๋ธ๋ํ์ ์ฌ๊ฑด์ ์งํ์ (event horizon) ๊ทผ์ฒ์์ ๊ฐ์์ ์ ์์ด ์๊ธธ ๋, ํ๋๋ ๋ธ๋ํ ์์ผ๋ก ๋นจ๋ ค ๋ค์ด๊ฐ๊ณ ๋ค๋ฅธ ํ๋๋ ๋ฐ์ผ๋ก ํ์ด๋์ฌ ์ ์์ด. ์ด๋ ๊ฒ ํ์ด๋์จ ์ ์๊ฐ ์ค์ ์ ์๊ฐ ๋๋ ๊ฑฐ์ง!
์ด ๊ณผ์ ์์ ๋ธ๋ํ์ ์ง๋์ ์๊ฒ ๋ผ. ์๊ฐ์ด ์์ฃผ ์ค๋ ์ง๋๋ฉด ๋ธ๋ํ์ด ์์ ํ ์ฆ๋ฐํ ์๋ ์์ด. ๋ฌผ๋ก ํ์ ์ง๋์ ๋ธ๋ํ์ด ์ฆ๋ฐํ๋ ๋ฐ๋ 10โถโท๋ ์ด ๊ฑธ๋ฆฌ์ง๋ง ๋ง์ด์ผ. ๐
๐จ ๊ฐ์์
์์ ์ข
๋ฅ๋ค
๊ฐ์์
์๋ ํ ์ข
๋ฅ๋ง ์๋ ๊ฒ ์๋์ผ. ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๋ ๊ฑฐ์ ๋ชจ๋ ์
์๊ฐ ๊ฐ์ ๋ฒ์ ์ผ๋ก ์กด์ฌํ ์ ์์ด! ๐ญ1. ๊ฐ์ ๊ด์(Virtual Photons) ๐ก
์ด๊ฒ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํด. ์ ์๊ธฐ๋ ฅ์ ๋งค๊ฐํ๋ ์ ์๊ฐ ๋ฐ๋ก ๊ด์์ธ๋ฐ, ๋ ์ ํ๋ฅผ ๋ค ์ ์๊ฐ ์๋ก ๋ฐ๊ฑฐ๋ ๋น๊ธธ ๋ ๊ฐ์ ๊ด์๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋๋ค๊ณ ์ค๋ช ํด.
์๋ฅผ ๋ค์ด, ๋ ์ ์๊ฐ ์๋ก ๋ฐ์ด๋ด๋ ๊ฑด ์ค์ ๋ก๋ ์ด ๋์ด ๊ฐ์ ๊ด์๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด์ผ. ๋ง์น ๋ ์ฌ๋์ด ๊ณต์ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ์ผ๋ฉด์ ์๋ก ๋ฐ๋ ค๋๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ! ๐
โก ํ์ธ๋ง ๋ค์ด์ด๊ทธ๋จ
๋ฆฌ์ฒ๋ ํ์ธ๋ง(Richard Feynman)์ ์ด๋ฐ ๊ณผ์ ์ ๊ทธ๋ฆผ์ผ๋ก ํํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ง๋ค์์ด. ํ์ธ๋ง ๋ค์ด์ด๊ทธ๋จ์ด๋ผ๊ณ ํ๋๋ฐ, ์ ์๋ค์ ์ํธ์์ฉ์ ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ณด์ฌ์ฃผ์ง.์ด ๋ค์ด์ด๊ทธ๋จ์์ ๊ฐ์์ ์๋ ๋ด๋ถ์ (internal line)์ผ๋ก ํํ๋ผ. ์์์ ๊ณผ ๋์ ์ด ์๋ ์ค์ ์ ์์ ๋ฌ๋ฆฌ, ๊ฐ์์ ์๋ ์ค๊ฐ์์ ์๊ฒจ๋ฌ๋ค๊ฐ ์ฌ๋ผ์ง๋ ๊ฑธ๋ก ๊ทธ๋ ค์ ธ.
2. ๊ฐ์ ๊ธ๋ฃจ์จ(Virtual Gluons) ๐
์ฟผํฌ๋ค์ ๋ฌถ์ด์ฃผ๋ ๊ฐํ ํต๋ ฅ์ ๋งค๊ฐํ๋ ์ ์๊ฐ ๊ธ๋ฃจ์จ์ด์ผ. ์์ฑ์๋ ์ค์ฑ์ ์์์ ์ฟผํฌ๋ค์ด ๊ฐ์ ๊ธ๋ฃจ์จ์ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ์ผ๋ฉด์ ๊ฒฐํฉ์ ์ ์งํ์ง.
์ฌ๋ฏธ์๋ ๊ฑด, ๊ธ๋ฃจ์จ ์์ฒด๋ ์์ ํ(color charge)๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ด์ ๋ค๋ฅธ ๊ธ๋ฃจ์จ๊ณผ ์ํธ์์ฉํ ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ๊ทธ๋์ ๊ฐํ ํต๋ ฅ์ ์ ๋ง ๋ณต์กํด! ๐จ
3. ๊ฐ์ W/Z ๋ณด์(Virtual W/Z Bosons) โ๏ธ
์ฝํ ํต๋ ฅ์ ๋งค๊ฐํ๋ ์ ์๋ค์ด์ผ. ์ด๋ค์ ์ง๋์ด ๊ฝค ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์(์์ฑ์์ 80~90๋ฐฐ!), ๊ฐ์์ ์๋ก ์กด์ฌํ ์ ์๋ ์๊ฐ์ด ์์ฃผ ์งง์. ๊ทธ๋์ ์ฝํ ํต๋ ฅ์ ๋๋ฌ ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ์งง์ ๊ฑฐ์ง.
๋ฒ ํ ๋ถ๊ดด ๊ฐ์ ๋ฐฉ์ฌ์ฑ ๋ถ๊ดด ๊ณผ์ ์์ ์ด ๊ฐ์ W ๋ณด์์ด ์ค์ํ ์ญํ ์ ํด. ๐ฌ
์ฟผํฌ๋ค์ ๋ฌถ์ด์ฃผ๋ ๊ฐํ ํต๋ ฅ์ ๋งค๊ฐํ๋ ์ ์๊ฐ ๊ธ๋ฃจ์จ์ด์ผ. ์์ฑ์๋ ์ค์ฑ์ ์์์ ์ฟผํฌ๋ค์ด ๊ฐ์ ๊ธ๋ฃจ์จ์ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ์ผ๋ฉด์ ๊ฒฐํฉ์ ์ ์งํ์ง.
์ฌ๋ฏธ์๋ ๊ฑด, ๊ธ๋ฃจ์จ ์์ฒด๋ ์์ ํ(color charge)๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ด์ ๋ค๋ฅธ ๊ธ๋ฃจ์จ๊ณผ ์ํธ์์ฉํ ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ๊ทธ๋์ ๊ฐํ ํต๋ ฅ์ ์ ๋ง ๋ณต์กํด! ๐จ
3. ๊ฐ์ W/Z ๋ณด์(Virtual W/Z Bosons) โ๏ธ
์ฝํ ํต๋ ฅ์ ๋งค๊ฐํ๋ ์ ์๋ค์ด์ผ. ์ด๋ค์ ์ง๋์ด ๊ฝค ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์(์์ฑ์์ 80~90๋ฐฐ!), ๊ฐ์์ ์๋ก ์กด์ฌํ ์ ์๋ ์๊ฐ์ด ์์ฃผ ์งง์. ๊ทธ๋์ ์ฝํ ํต๋ ฅ์ ๋๋ฌ ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ์งง์ ๊ฑฐ์ง.
๋ฒ ํ ๋ถ๊ดด ๊ฐ์ ๋ฐฉ์ฌ์ฑ ๋ถ๊ดด ๊ณผ์ ์์ ์ด ๊ฐ์ W ๋ณด์์ด ์ค์ํ ์ญํ ์ ํด. ๐ฌ
๐ ์์ ์๋: ์ง๊ณต์ ๋ฐ๋ค๊ฐ ์ถ๋ ์ธ๋ค
๊ฐ์์
์ ํ์์ ๋ ๋๊ฒ ๋ณด๋ฉด ์์ ์๋(quantum fluctuation)์ด๋ผ๋ ๊ฐ๋
์ผ๋ก ์ด์ด์ ธ. ์ด๊ฑด ์์์ฅ์ด ๋์์์ด ์๋์น๋ ํ์์ ๋งํด. ๐์์ํด๋ด. ์ฐ์ฃผ ์ ์ฒด๊ฐ ๋ณด์ด์ง ์๋ ๋ฐ๋ค๋ก ๊ฐ๋ ์ฐจ ์๊ณ , ์ด ๋ฐ๋ค๊ฐ ๊ณ์ ์ถ๋ ์ด๊ณ ์๋ค๊ณ . ์ด ์ถ๋ ์์ด ๋ฐ๋ก ์์ ์๋์ด์ผ. ๊ฐ์์ ์๋ ์ด ์๋์ด ๋ง๋ค์ด๋ด๋ 'ํ๋'๋ผ๊ณ ๋ณผ ์ ์์ง.
๐ ์์ ์๋์ ๋๋ผ์ด ์ฌ์ค๋ค:
โข ์ฐ์ฃผ ๋ฐฐ๊ฒฝ ๋ณต์ฌ์ ๋ฏธ์ธํ ์จ๋ ์ฐจ์ด๋ ์ด๊ธฐ ์ฐ์ฃผ์ ์์ ์๋์์ ๋น๋กฏ๋์ด
โข ์ด ๋ฏธ์ธํ ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ฒฐ๊ตญ ์ํ์ ๋ณ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋ง๋ค์์ง
โข ์์ ์๋์ด ์์๋ค๋ฉด ์ฐ์ฃผ๋ ์๋ฒฝํ๊ฒ ๊ท ์ผํ์ ๊ฑฐ๊ณ , ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ํ์ฑ๋์ง ์์์ ๊ฑฐ์ผ
โข ๋ค์ ๋งํด, ์ฐ๋ฆฌ์ ์กด์ฌ ์์ฒด๊ฐ ์์ ์๋ ๋๋ถ์ด์ผ! ๐
โข ์ด ๋ฏธ์ธํ ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ฒฐ๊ตญ ์ํ์ ๋ณ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋ง๋ค์์ง
โข ์์ ์๋์ด ์์๋ค๋ฉด ์ฐ์ฃผ๋ ์๋ฒฝํ๊ฒ ๊ท ์ผํ์ ๊ฑฐ๊ณ , ๊ตฌ์กฐ๊ฐ ํ์ฑ๋์ง ์์์ ๊ฑฐ์ผ
โข ๋ค์ ๋งํด, ์ฐ๋ฆฌ์ ์กด์ฌ ์์ฒด๊ฐ ์์ ์๋ ๋๋ถ์ด์ผ! ๐
์ง๊ณต ์๋์ง ๋ฐ๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํด๋ณด๋ฉด ์ ๋ง ์ด๋ง์ด๋งํ ๊ฐ์ด ๋์. ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก๋ 1์ธ์ ๊ณฑ์ผํฐ๋ฏธํฐ์ ์ง๊ณต์ ์ฐ์ฃผ ์ ์ฒด์ ์๋์ง๋ณด๋ค ๋ง์ ์๋์ง๊ฐ ๋ค์ด์๋ค๊ณ ๋์ค๊ฑฐ๋ ! ๐ฑ
๋ฌผ๋ก ์ค์ ๋ก๋ ๊ทธ๋ ์ง ์์. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ํฐ ๋ฏธ์คํฐ๋ฆฌ ์ค ํ๋์ธ ์ง๊ณต ์๋์ง ๋ฌธ์ ์ผ. ์ด๋ก ๊ฐ๊ณผ ๊ด์ธก๊ฐ์ด 10ยนยฒโฐ๋ฐฐ๋ ์ฐจ์ด ๋๊ฑฐ๋ . ์ด๊ฑด ์์ง๋ ํด๊ฒฐ๋์ง ์์ ๋ฌธ์ ์ผ.
๋ฌผ๋ก ์ค์ ๋ก๋ ๊ทธ๋ ์ง ์์. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ํฐ ๋ฏธ์คํฐ๋ฆฌ ์ค ํ๋์ธ ์ง๊ณต ์๋์ง ๋ฌธ์ ์ผ. ์ด๋ก ๊ฐ๊ณผ ๊ด์ธก๊ฐ์ด 10ยนยฒโฐ๋ฐฐ๋ ์ฐจ์ด ๋๊ฑฐ๋ . ์ด๊ฑด ์์ง๋ ํด๊ฒฐ๋์ง ์์ ๋ฌธ์ ์ผ.
๐ ์์์ฅ๋ก : ๊ฐ์์
์์ ์ด๋ก ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ
์ข ๋ ๊น์ด ๋ค์ด๊ฐ๋ณผ๊น? ๊ฐ์์
์๋ ์์์ฅ๋ก (Quantum Field Theory, QFT)์ด๋ผ๋ ์ด๋ก ์ฒด๊ณ์์ ๋์จ ๊ฐ๋
์ด์ผ. ๐์์์ฅ๋ก ์ ์์์ญํ๊ณผ ํน์์๋์ฑ์ด๋ก ์ ๊ฒฐํฉํ ๊ฑฐ์ผ. 1920๋ ๋ ํ๋ฐ๋ถํฐ 1940๋ ๋์ ๊ฑธ์ณ ํด ๋๋(Paul Dirac), ๋ฆฌ์ฒ๋ ํ์ธ๋ง, ์ค๋ฆฌ์ธ ์์๊ฑฐ(Julian Schwinger), ๋๋ชจ๋๊ฐ ์ ์ด์น๋ก(Tomonaga Shinichiro) ๊ฐ์ ์ฒ์ฌ๋ค์ด ๋ฐ์ ์์ผฐ์ง.
์ด ์ด๋ก ์์๋ ์ ์๋ฅผ '์ '์ด ์๋๋ผ '์ฅ์ ๋ค๋ธ(excitation of field)'์ผ๋ก ๋ด. ๋ง์น ์ฐ๋ชป์ ๋์ ๋์ง๋ฉด ํ๋์ด ์๊ธฐ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ, ์ฅ์ด ๋ค๋จ๋ฉด ์ ์๊ฐ ๋ํ๋๋ ๊ฑฐ์ผ. ๐
๐ฌ ์์์ ๊ธฐ์ญํ(QED)
์์์ฅ๋ก ์ ๊ฐ์ฅ ์ฑ๊ณต์ ์ธ ์๊ฐ ์์์ ๊ธฐ์ญํ(Quantum Electrodynamics, QED)์ด์ผ.QED๋ ์ ์๊ธฐ ์ํธ์์ฉ์ ์ค๋ช ํ๋ ์ด๋ก ์ธ๋ฐ, ์ธ๋ฅ๊ฐ ๋ง๋ ๊ฐ์ฅ ์ ํํ ์ด๋ก ์ด๋ผ๊ณ ํ ์ ์์ด. ์ ์์ ์๊ธฐ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ์์ธกํ ๊ฐ์ด ์คํ๊ฐ๊ณผ ์์์ ์๋ 12์๋ฆฌ๊น์ง ์ผ์นํ๊ฑฐ๋ ! ๐ฏ
์ด ์ ํ๋๋ฅผ ๋น์ ํ๋ฉด, ์์ธ์์ ๋ถ์ฐ๊น์ง์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๋จธ๋ฆฌ์นด๋ฝ ๊ตต๊ธฐ ์์ค์ ์ค์ฐจ๋ก ์ธก์ ํ๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์. ๋๋์ง ์์?
์์์ฅ๋ก ์์ ๊ณ์ฐ์ ํ ๋ ์ญ๋ ์ด๋ก (perturbation theory)์ด๋ผ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์จ. ์ด๊ฒ ๋ญ๋๋ฉด, ๋ณต์กํ ์ํธ์์ฉ์ ๋จ์ํ ๊ณผ์ ๋ค์ ํฉ์ผ๋ก ๋ํ๋ด๋ ๊ฑฐ์ผ.
์๋ฅผ ๋ค์ด, ๋ ์ ์๊ฐ ์ฐ๋ํ๋ ๊ณผ์ ์ ๊ณ์ฐํ ๋:
โข 1์ฐจ ๊ทผ์ฌ: ๊ฐ์ ๊ด์ 1๊ฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ
โข 2์ฐจ ๊ทผ์ฌ: ๊ฐ์ ๊ด์ 2๊ฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ
โข 3์ฐจ ๊ทผ์ฌ: ๊ฐ์ ๊ด์ 3๊ฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ
...
๊ฐ ๋จ๊ณ๋ง๋ค ๊ฐ์์ ์๊ฐ ๋ ๋ง์ด ๋ฑ์ฅํด. ๊ณ ์ฐจ ํญ์ผ๋ก ๊ฐ์๋ก ๊ธฐ์ฌ๋๊ฐ ์์์ง์ง๋ง, ์ ๋ฐํ ๊ณ์ฐ์ ์ํด์๋ ์ด๋ฐ ๊ฒ๋ค๋ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด. ๐งฎ
์๋ฅผ ๋ค์ด, ๋ ์ ์๊ฐ ์ฐ๋ํ๋ ๊ณผ์ ์ ๊ณ์ฐํ ๋:
โข 1์ฐจ ๊ทผ์ฌ: ๊ฐ์ ๊ด์ 1๊ฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ
โข 2์ฐจ ๊ทผ์ฌ: ๊ฐ์ ๊ด์ 2๊ฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ
โข 3์ฐจ ๊ทผ์ฌ: ๊ฐ์ ๊ด์ 3๊ฐ๋ฅผ ์ฃผ๊ณ ๋ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ
...
๊ฐ ๋จ๊ณ๋ง๋ค ๊ฐ์์ ์๊ฐ ๋ ๋ง์ด ๋ฑ์ฅํด. ๊ณ ์ฐจ ํญ์ผ๋ก ๊ฐ์๋ก ๊ธฐ์ฌ๋๊ฐ ์์์ง์ง๋ง, ์ ๋ฐํ ๊ณ์ฐ์ ์ํด์๋ ์ด๋ฐ ๊ฒ๋ค๋ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด. ๐งฎ
๐คฏ ์ฒ ํ์ ์ง๋ฌธ: ๊ฐ์์
์๋ '์ง์ง' ์กด์ฌํ๋ ๊ฑธ๊น?
์ฌ๊ธฐ์ ์ฌ๋ฏธ์๋ ์ฒ ํ์ ์ง๋ฌธ์ด ๋์. ๊ฐ์์
์๋ ์ ๋ง '์กด์ฌ'ํ๋ ๊ฑธ๊น, ์๋๋ฉด ๊ทธ๋ฅ ์ํ์ ๋๊ตฌ์ผ ๋ฟ์ผ๊น? ๐ค๋ฌผ๋ฆฌํ์๋ค ์ฌ์ด์์๋ ์๊ฒฌ์ด ๊ฐ๋ ค. ์ด๋ค ์ฌ๋๋ค์ ๊ฐ์์ ์๊ฐ ์ค์ ๋ก ์กด์ฌํ๋ค๊ณ ์ฃผ์ฅํด. ์นด์๋ฏธ๋ฅด ํจ๊ณผ๋ ๋จ ์ด๋ ๊ฐ์ ์ค์ ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ง๋ค์ด๋ด๋๊น ๋ง์ด์ผ.
๋ฐ๋ฉด ๋ค๋ฅธ ์ฌ๋๋ค์ ๊ฐ์์ ์๊ฐ ๊ทธ๋ฅ ๊ณ์ฐ์ ํธ์๋ฅผ ์ํ ์ํ์ ๋๊ตฌ๋ผ๊ณ ๋ด. ํ์ธ๋ง ๋ค์ด์ด๊ทธ๋จ์ ๋ณต์กํ ์ ๋ถ์ ์๊ฐํํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ ๋ฟ์ด๋ผ๋ ๊ฑฐ์ง.
"๊ฐ์์
์๊ฐ ์ค์ ๋ก ์กด์ฌํ๋์ง ๋ฌป๋ ๊ฒ์, ํ๋๊ฐ ๋ฐ๋ค์ ๋ณ๊ฐ๋ก ์กด์ฌํ๋์ง ๋ฌป๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ํ๋๋ ๋ฐ๋ค์ ํ ์ํ์ด์ง, ๋ฐ๋ค์ ๋ถ๋ฆฌ๋ ๋ฌด์ธ๊ฐ๊ฐ ์๋๋ค."
- ์ด๋ ์์๋ฌผ๋ฆฌํ์์ ๋น์ ๐
- ์ด๋ ์์๋ฌผ๋ฆฌํ์์ ๋น์ ๐
๊ฐ์ธ์ ์ผ๋ก๋ ์ด๋ ๊ฒ ์๊ฐํด. ๊ฐ์์
์๋ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์์ ์ธ๊ณ๋ฅผ ์ดํดํ๊ธฐ ์ํด ๋ง๋ '์ด์ผ๊ธฐ'์ผ. ํ์ง๋ง ์ด ์ด์ผ๊ธฐ๊ฐ ์ค์ ํ์์ ์ ํํ๊ฒ ์์ธกํ๊ณ ์ค๋ช
ํ๋๊น, ์ด๋ค ์๋ฏธ์์๋ '์ง์ง'๋ผ๊ณ ํ ์ ์์ง.
๊ณผํ์์ '์กด์ฌ'์ ์๋ฏธ๋ ์ฒ ํ์์์ ๋ค๋ฅผ ์ ์์ด. ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ง๋ค์ด๋ธ๋ค๋ฉด, ๊ทธ๊ฑด ๊ณผํ์ ์ผ๋ก '์กด์ฌ'ํ๋ ๊ฑฐ์ผ. ๐ฌ
๊ณผํ์์ '์กด์ฌ'์ ์๋ฏธ๋ ์ฒ ํ์์์ ๋ค๋ฅผ ์ ์์ด. ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ง๋ค์ด๋ธ๋ค๋ฉด, ๊ทธ๊ฑด ๊ณผํ์ ์ผ๋ก '์กด์ฌ'ํ๋ ๊ฑฐ์ผ. ๐ฌ
๐ ์ต์ ์ฐ๊ตฌ์ ์์ฉ
๊ฐ์์
์ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ฌ์ ํ ํ๋ฐํด. ์ต๊ทผ์๋ ์ด๋ฐ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์งํ๋๊ณ ์์ด:1. ๋์ ์นด์๋ฏธ๋ฅด ํจ๊ณผ(Dynamical Casimir Effect) โก
2011๋ , ์ค์จ๋ด ์ฐ๊ตฌํ์ด ์ ๋ง ๋ฉ์ง ์คํ์ ํ์ด. ๊ฑฐ์ธ์ ๋น์ ์๋์ ๊ฐ๊น๊ฒ ์์ง์ด๋ฉด ์ง๊ณต์์ ์ค์ ๊ด์๊ฐ ์์ฑ๋๋ค๋ ๊ฑธ ๋ณด์ฌ์คฌ์ง!
๋ฌผ๋ก ์ค์ ๋ก ๊ฑฐ์ธ์ ๊ทธ๋ ๊ฒ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์์ง์ผ ์๋ ์์ด. ๋์ ์ด์ ๋ ํ๋ก๋ฅผ ์ด์ฉํด์ '์์ง์ด๋ ๊ฑฐ์ธ'์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ด. ์ด ์คํ์ผ๋ก ๊ฐ์ ๊ด์๊ฐ ์ค์ ๊ด์๋ก ๋ณํ๋ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ ์ฆ๋ช ๋์ง. ๐
๐ฌ ์คํ ์ธ๋ถ์ฌํญ
โข ์ฌ์ฉ ์ฅ์น: ์ด์ ๋ ์์ ๊ฐ์ญ ์์(SQUID)โข ์ง๋ ์ฃผํ์: ์ฝ 10 GHz
โข ์์ฑ๋ ๊ด์: ๋ง์ดํฌ๋กํ ์์ญ
โข ๊ด์ ์์ฑ๋ฅ : ์ด๋น ์๋ฐฑ ๊ฐ
์ด ์คํ์ ์์ ์ ๋ณด ์ฒ๋ฆฌ๋ ์์ ์ปดํจํฐ ๊ฐ๋ฐ์๋ ์์ฉ๋ ์ ์์ด! ๐ป
2. ์์๊ฑฐ ํจ๊ณผ(Schwinger Effect) ์ฐ๊ตฌ โก
์ค๋ฆฌ์ธ ์์๊ฑฐ๊ฐ 1951๋ ์ ์์ธกํ ํ์์ด์ผ. ์์ฃผ ๊ฐํ ์ ๊ธฐ์ฅ์ด ์์ผ๋ฉด ์ง๊ณต์์ ์ ์-์์ ์ ์์ด ์ค์ ๋ก ์์ฑ๋ ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ง.
ํ์ํ ์ ๊ธฐ์ฅ์ ์ธ๊ธฐ๋ ์ฝ 10ยนโธ V/m (๋ณผํธ/๋ฏธํฐ)์ผ. ์ด๊ฑด ์ ๋ง ์์ฒญ๋ ๊ฐ์ด๋ผ ์์ง ์คํ์ค์์ ์ง์ ๊ด์ธกํ์ง๋ ๋ชปํ์ด. ํ์ง๋ง ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ด์ ๊ธฐ์ ์ด ๋ฐ์ ํ๋ฉด์ ๊ณง ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ ๊ฐ์! ๐ฆ
3. ์์ ์ปดํจํฐ์ ๊ฐ์์ ์ ๐ฅ๏ธ
์์ ์ปดํจํฐ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฐ์์ ์ ๊ฐ๋ ์ด ์ค์ํด. ์์ ๋นํธ(qubit)๋ค ์ฌ์ด์ ์ํธ์์ฉ์ ์ค๋ช ํ ๋ ๊ฐ์ ๊ด์ ๊ตํ์ผ๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ฑฐ๋ .
๋ํ ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ (quantum error correction)์ ์ค๊ณํ ๋๋ ์ง๊ณต ์๋์ ์ํฅ์ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด. ๋ฏธ๋์ ์์ ์ปดํจํฐ๋ ์ด๋ฐ ์์ ํจ๊ณผ๋ค์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ดํด์ผ ํ๊ฑฐ๋ . ๐ก
์ค๋ฆฌ์ธ ์์๊ฑฐ๊ฐ 1951๋ ์ ์์ธกํ ํ์์ด์ผ. ์์ฃผ ๊ฐํ ์ ๊ธฐ์ฅ์ด ์์ผ๋ฉด ์ง๊ณต์์ ์ ์-์์ ์ ์์ด ์ค์ ๋ก ์์ฑ๋ ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ง.
ํ์ํ ์ ๊ธฐ์ฅ์ ์ธ๊ธฐ๋ ์ฝ 10ยนโธ V/m (๋ณผํธ/๋ฏธํฐ)์ผ. ์ด๊ฑด ์ ๋ง ์์ฒญ๋ ๊ฐ์ด๋ผ ์์ง ์คํ์ค์์ ์ง์ ๊ด์ธกํ์ง๋ ๋ชปํ์ด. ํ์ง๋ง ๊ฐ๋ ฅํ ๋ ์ด์ ๊ธฐ์ ์ด ๋ฐ์ ํ๋ฉด์ ๊ณง ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ ๊ฐ์! ๐ฆ
3. ์์ ์ปดํจํฐ์ ๊ฐ์์ ์ ๐ฅ๏ธ
์์ ์ปดํจํฐ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฐ์์ ์ ๊ฐ๋ ์ด ์ค์ํด. ์์ ๋นํธ(qubit)๋ค ์ฌ์ด์ ์ํธ์์ฉ์ ์ค๋ช ํ ๋ ๊ฐ์ ๊ด์ ๊ตํ์ผ๋ก ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ฑฐ๋ .
๋ํ ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ (quantum error correction)์ ์ค๊ณํ ๋๋ ์ง๊ณต ์๋์ ์ํฅ์ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํด. ๋ฏธ๋์ ์์ ์ปดํจํฐ๋ ์ด๋ฐ ์์ ํจ๊ณผ๋ค์ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ดํด์ผ ํ๊ฑฐ๋ . ๐ก
๐ ์ฐ์ฃผ๋ก ๊ณผ ๊ฐ์์
์
๊ฐ์์
์๋ ์ฐ์ฃผ์ ๊ธฐ์๊ณผ๋ ๊ด๋ จ์ด ์์ด! ๐ ์ธํ๋ ์ด์ ์ด๋ก (Inflation Theory)์์๋ ์ด๊ธฐ ์ฐ์ฃผ๊ฐ ์์ฒญ๋๊ฒ ๋น ๋ฅด๊ฒ ํฝ์ฐฝํ๋ค๊ณ ๋ด. ์ด๋ ์์ ์๋์ด ํ๋๋๋ฉด์ ์ฐ์ฃผ์ ๋๊ท๋ชจ ๊ตฌ์กฐ์ ์จ์์ด ๋๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ.
์๊ฐํด๋ด. ์๋๋ ์์๋ณด๋ค ์์ ๊ท๋ชจ์ ์์ ์๋์ด์๋ ๊ฒ, ์ฐ์ฃผ ํฝ์ฐฝ์ผ๋ก ์ธํด ์ํ๋จ ํฌ๊ธฐ๋ก ์ปค์ง ๊ฑฐ์ผ. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด ๋ฏธ์ธํ ๋ฐ๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ค๋ ฅ์ผ๋ก ๋ฌผ์ง์ ๋์ด๋ชจ์ ์ํ๋ฅผ ๋ง๋ค์์ง. ๐
2013๋ ํ๋ํฌ ์์ฑ์ด ์ธก์ ํ ์ฐ์ฃผ ๋ฐฐ๊ฒฝ ๋ณต์ฌ์ ์จ๋ ์๋ ํจํด์ด ์ด ์ด๋ก ์ ๊ฐ๋ ฅํ๊ฒ ์ง์งํด. ๊ด์ธก๋ ํจํด์ด ์์ ์๋์์ ์์ธก๋๋ ๊ฒ๊ณผ ์ ํํ ์ผ์นํ๊ฑฐ๋ !
๐ฏ ์ฐ์ฃผ ๋ฐฐ๊ฒฝ ๋ณต์ฌ์ ์จ๋ ์๋:
โข ํ๊ท ์จ๋: 2.725 K (์ผ๋น)
โข ์จ๋ ์๋: ์ฝ ยฑ0.0001 K
โข ์๋์ ํฌ๊ธฐ: ์ฝ 10โปโต (10๋ง๋ถ์ 1)
์ด ๋ฏธ์ธํ ์ฐจ์ด๊ฐ 138์ต ๋ ํ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ณด๋ ์ฐ์ฃผ์ ๋ชจ์ต์ ๋ง๋ค์์ด! ๐
โข ์จ๋ ์๋: ์ฝ ยฑ0.0001 K
โข ์๋์ ํฌ๊ธฐ: ์ฝ 10โปโต (10๋ง๋ถ์ 1)
์ด ๋ฏธ์ธํ ์ฐจ์ด๊ฐ 138์ต ๋ ํ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ณด๋ ์ฐ์ฃผ์ ๋ชจ์ต์ ๋ง๋ค์์ด! ๐
๋ ๋ค๋ฅธ ํฅ๋ฏธ๋ก์ด ์ฃผ์ ๋ ์ํ ์๋์ง(dark energy)์ผ. ์ฐ์ฃผ๊ฐ ๊ฐ์ ํฝ์ฐฝํ๋ ์์ธ์ผ๋ก ์ฌ๊ฒจ์ง๋ ์ด ์ ๋นํ ์๋์ง๊ฐ ํน์ ์ง๊ณต ์๋์ง์ ๊ด๋ จ์ด ์์๊น?
๋ฌธ์ ๋ ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ ์ง๊ณต ์๋์ง๊ฐ ๊ด์ธก๋ ์ํ ์๋์ง๋ณด๋ค 10ยนยฒโฐ๋ฐฐ๋ ํฌ๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ์ด๊ฑด ๋ฌผ๋ฆฌํ ์ญ์ฌ์ ์ต์ ์ ์์ธก ์คํจ๋ผ๊ณ ํ ์ ์์ง. ๐
์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๋ ค๋ ๋ง์ ์๋๊ฐ ์์์ง๋ง, ์์ง ๋ง์กฑ์ค๋ฌ์ด ๋ต์ ์์ด. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋ฏธ์คํฐ๋ฆฌ ์ค ํ๋์ผ!
๋ฌธ์ ๋ ์ด๋ก ์ ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ ์ง๊ณต ์๋์ง๊ฐ ๊ด์ธก๋ ์ํ ์๋์ง๋ณด๋ค 10ยนยฒโฐ๋ฐฐ๋ ํฌ๋ค๋ ๊ฑฐ์ผ. ์ด๊ฑด ๋ฌผ๋ฆฌํ ์ญ์ฌ์ ์ต์ ์ ์์ธก ์คํจ๋ผ๊ณ ํ ์ ์์ง. ๐
์ด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๋ ค๋ ๋ง์ ์๋๊ฐ ์์์ง๋ง, ์์ง ๋ง์กฑ์ค๋ฌ์ด ๋ต์ ์์ด. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋ฏธ์คํฐ๋ฆฌ ์ค ํ๋์ผ!
๐ก ์ผ์์ํ๊ณผ์ ์ฐ๊ฒฐ๊ณ ๋ฆฌ
"๊ทธ๋์ ์ด๊ฒ ๋ด ์ถ๊ณผ ๋ฌด์จ ์๊ด์ด์ผ?" ์ด๋ ๊ฒ ๋ฌผ์ ์๋ ์๊ฒ ์ง. ์ฌ์ค ์ง์ ์ ์ธ ์ํฅ์ ๊ฑฐ์ ์์ด. ํ์ง๋ง ๊ฐ์ ์ ์ผ๋ก๋ ์์ฒญ๋๊ฒ ์ค์ํด! ๐1. ๋ฐ๋์ฒด ๊ธฐ์ ๐ป
ํ๋ ์ ์๊ธฐ๊ธฐ์ ํต์ฌ์ธ ๋ฐ๋์ฒด๋ ์์์ญํ ์์ด๋ ์ดํดํ ์ ์์ด. ํธ๋์ง์คํฐ๊ฐ ์๋ํ๋ ์๋ฆฌ, ํฐ๋๋ง ํจ๊ณผ ๋ฑ์ ๋ชจ๋ ์์ ํ์์ด๊ฑฐ๋ .
ํนํ ๋๋ ธ๋ฏธํฐ ์์ค์ ๋ฏธ์ธ ๊ณต์ ์์๋ ์์ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋์ฑ ์ค์ํด์ ธ. ๊ฐ์์ ์์ ์ํฅ๊น์ง ๊ณ ๋ คํด์ผ ์ ํํ ์ค๊ณ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํด์ง๋ ๊ฑฐ์ง.
2. ์๋ฃ ๊ธฐ์ ๐ฅ
PET(์์ ์ ๋ฐฉ์ถ ๋จ์ธต์ดฌ์) ์ค์บ์ ๋ฐ๋ฌผ์ง์ธ ์์ ์๋ฅผ ์ด์ฉํด. ์์ ์๊ฐ ์ ์์ ๋ง๋ ์๋ฉธํ๋ฉด์ ๋์ค๋ ๊ฐ๋ง์ ์ ๊ฒ์ถํ๋ ๊ฑฐ์ผ.
์ด ๊ธฐ์ ์ ์ด๋ก ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์๋ ๋๋์ ๋ฐ์ ์ ์ด๋ก ์ด ์๊ณ , ์ด๋ ๊ฐ์์ ์ ๊ฐ๋ ๊ณผ ๋ฐ์ ํ๊ฒ ์ฐ๊ฒฐ๋ผ ์์ด.
๐ ์ฌ๋ฅ๋ท์์ ๋ฐฐ์ฐ๋ ์์์ญํ
์ด๋ฐ ๋ณต์กํ ๋ฌผ๋ฆฌํ ๊ฐ๋ ๋ค์ด ์ด๋ ต๊ฒ ๋๊ปด์ง๋ค๋ฉด, ์ฌ๋ฅ๋ท(https://www.jaenung.net)์์ ์ ๋ฌธ๊ฐ์๊ฒ ๋ฐฐ์๋ณด๋ ๊ฑด ์ด๋? ๐์ฌ๋ฅ๋ท์ '์ง์์ธ์ ์ฒ'์๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ๋ถํฐ ์ํ, ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ๊น์ง ๋ค์ํ ๋ถ์ผ์ ์ง์์ด ๊ฐ๋ํด. ๋ณต์กํ ๊ฐ๋ ๋ ์ฝ๊ฒ ์ค๋ช ํด์ฃผ๋ ๋ฉํ ๋ค์ ๋ง๋ ์ ์์ง!
ํนํ ์์์ญํ ๊ฐ์ ์ด๋ ค์ด ์ฃผ์ ๋ ํผ์ ๊ณต๋ถํ๊ธฐ๋ณด๋ค ๊ฒฝํ ์๋ ์ฌ๋์๊ฒ ๋ฐฐ์ฐ๋ ๊ฒ ํจ์ฌ ํจ๊ณผ์ ์ด์ผ. ๐ช
3. ๋ฏธ๋ ๊ธฐ์ ๐
์์ ์ปดํจํฐ, ์์ ์ํธํต์ , ์์ ์ผ์ ๋ฑ ์ฐจ์ธ๋ ๊ธฐ์ ๋ค์ ๋ชจ๋ ์์์ญํ์ ๊ธฐ๋ฐํด ์์ด. ๊ฐ์์ ์์ ์์ ์๋์ ์ดํดํ๊ณ ์ ์ดํ๋ ๊ฒ ์ด๋ฐ ๊ธฐ์ ๋ฐ์ ์ ํต์ฌ์ด์ง.
์๋ฅผ ๋ค์ด, ์์ ์ผ์๋ ์ค๋ ฅํ ๊ฒ์ถ, ์งํ ์์ ํ์ฌ, ๋ ํ๋ ์ธก์ ๋ฑ์ ํ์ฉ๋ ์ ์์ด. ์ด ๋ชจ๋ ๊ฒ ์์ ํ์์ ์ ๋ฐํ ์ธก์ ์ ๋ฌ๋ ค ์๊ฑฐ๋ . ๐ฌ
์์ ์ปดํจํฐ, ์์ ์ํธํต์ , ์์ ์ผ์ ๋ฑ ์ฐจ์ธ๋ ๊ธฐ์ ๋ค์ ๋ชจ๋ ์์์ญํ์ ๊ธฐ๋ฐํด ์์ด. ๊ฐ์์ ์์ ์์ ์๋์ ์ดํดํ๊ณ ์ ์ดํ๋ ๊ฒ ์ด๋ฐ ๊ธฐ์ ๋ฐ์ ์ ํต์ฌ์ด์ง.
์๋ฅผ ๋ค์ด, ์์ ์ผ์๋ ์ค๋ ฅํ ๊ฒ์ถ, ์งํ ์์ ํ์ฌ, ๋ ํ๋ ์ธก์ ๋ฑ์ ํ์ฉ๋ ์ ์์ด. ์ด ๋ชจ๋ ๊ฒ ์์ ํ์์ ์ ๋ฐํ ์ธก์ ์ ๋ฌ๋ ค ์๊ฑฐ๋ . ๐ฌ
๐ญ ํํ ์คํด๋ค ๋ฐ๋ก์ก๊ธฐ
๊ฐ์์
์์ ๋ํ ํํ ์คํด๋ค์ ์ ๋ฆฌํด๋ณผ๊ฒ:โ ์คํด 1: "๊ฐ์์ ์๋ ๊ฐ์ง ์ ์๋ค"
โ ์ง์ค: ๊ฐ์์ ์๋ '๊ฐ์'์ด๋ผ๋ ์ด๋ฆ ๋๋ฌธ์ ์คํด๋ฐ์ง๋ง, ์ธก์ ๊ฐ๋ฅํ ์ค์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ง๋ค์ด๋ด. ์ด๋ฆ์ด ์ข ๋ถํํ ๊ฑฐ์ง. ๐
โ ์คํด 2: "์ง๊ณต์์ ์๋์ง๊ฐ ๋ฌด์์ ์๊ฒจ๋๋ค"
โ ์ง์ค: ์๋์ง ๋ณด์กด ๋ฒ์น์ ์ฌ์ ํ ์ ํจํด. ๋ถํ์ ์ฑ ์๋ฆฌ๊ฐ ํ์ฉํ๋ ์งง์ ์๊ฐ ๋์๋ง ์๋์ง๋ฅผ '๋น๋ฆด' ์ ์์ ๋ฟ์ด์ผ. ๊ฒฐ๊ตญ ๋ค์ ๊ฐ์์ผ ํ์ง.
โ ์คํด 3: "๊ฐ์์ ์๋ฅผ ์ง์ ๋ณผ ์ ์๋ค"
โ ์ง์ค: ๊ฐ์์ ์๋ ๋๋ฌด ๋นจ๋ฆฌ ์ฌ๋ผ์ ธ์ ์ง์ ๊ด์ธกํ ์ ์์ด. ํ์ง๋ง ๊ฐ์ ์ ์ธ ํจ๊ณผ๋ ์ธก์ ํ ์ ์์ง.
โ ์คํด 4: "๊ฐ์์ ์๋ ์์์ญํ์ ์ด์ํ ์์ธ๋ค"
โ ์ง์ค: ์คํ๋ ค ๊ฐ์์ ์๋ ์์์ฅ๋ก ์ ์์ฐ์ค๋ฌ์ด ๊ฒฐ๊ณผ์ผ. ์์ ์ธ๊ณ์์๋ ์ด๊ฒ '์ ์'์ด์ง!
๐ฎ ๋ฏธ๋ ์ ๋ง
๊ฐ์์
์ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฏธ๋๋ ์ด๋จ๊น? ๋ช ๊ฐ์ง ํฅ๋ฏธ๋ก์ด ๋ฐฉํฅ๋ค์ด ์์ด:1. ์์๊ฑฐ ํจ๊ณผ์ ์คํ์ ๊ฒ์ฆ โก
์ฐจ์ธ๋ ์ด๊ฐ๋ ฅ ๋ ์ด์ ์์ค๋ค์ด ๊ฑด์ค๋๊ณ ์์ด. ELI(Extreme Light Infrastructure) ๊ฐ์ ํ๋ก์ ํธ์์๋ 10ยฒโด W/cmยฒ ์ด์์ ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ชฉํ๋ก ํ๊ณ ์์ง.
์ด ์ ๋๋ฉด ์์๊ฑฐ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ง์ ๊ด์ธกํ ์ ์์ ๊ฑฐ์ผ. ์ง๊ณต์์ ์ค์ ๋ก ์ ์-๋ฐ์ ์ ์์ด ์์ฑ๋๋ ๊ฑธ ๋์ผ๋ก ๋ณผ ์ ์๋ค๋, ์ ๋ง ์ ๋์ง ์์? ๐
2. ์์ ์ง๊ณต ๊ณตํ(Quantum Vacuum Engineering) ๐ ๏ธ
๋ฏธ๋์๋ ์์ ์ง๊ณต์ ํน์ฑ์ ์กฐ์ํ๋ ๊ธฐ์ ์ด ๋์ฌ ์๋ ์์ด. ์นด์๋ฏธ๋ฅด ํ์ ์ด์ฉํ ๋๋ ธ ๊ธฐ๊ณ, ์ง๊ณต ์๋์ง๋ฅผ ํ์ฉํ ์๋ก์ด ์ถ์ง ์์คํ ๋ฑ์ด ์ฐ๊ตฌ๋๊ณ ์์ง.
๋ฌผ๋ก ์์ง์ SF์ ๊ฐ๊น์ง๋ง, 100๋ ์ ์๋ ์์์ญํ ์์ฒด๊ฐ SF ๊ฐ์์์? ๐
๐ ๋ฏธ๋ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ:
โข ์์ ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ: ์ง๊ณต ์๋์ง๋ฅผ ์ ์ฅํ๋ ์ด๊ณ ๋ฐ๋ ์๋์ง ์ ์ฅ ์ฅ์น
โข ์นด์๋ฏธ๋ฅด ์์ง: ์ง๊ณต์ ์์ ์๋์ ์ด์ฉํ ๋๋ ธ ๋ชจํฐ
โข ์์ ์ํ ์ฅ์น: ๋น์ ์ฐ๋์ ์ ์ดํ๋ ๋ฉํ๋ฌผ์ง (ํฌ๋ช ๋งํ !)
โข ์ค๋ ฅํ ์ฆํญ๊ธฐ: ์์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋ฏธ์ธ ์ ํธ ๊ฒ์ถ
์ด ์ค ์ผ๋ถ๋ ์ด๋ฏธ ์คํ์ค์์ ์ฐ๊ตฌ๋๊ณ ์์ด! ๐ฌ
โข ์นด์๋ฏธ๋ฅด ์์ง: ์ง๊ณต์ ์์ ์๋์ ์ด์ฉํ ๋๋ ธ ๋ชจํฐ
โข ์์ ์ํ ์ฅ์น: ๋น์ ์ฐ๋์ ์ ์ดํ๋ ๋ฉํ๋ฌผ์ง (ํฌ๋ช ๋งํ !)
โข ์ค๋ ฅํ ์ฆํญ๊ธฐ: ์์ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ด์ฉํ ๋ฏธ์ธ ์ ํธ ๊ฒ์ถ
์ด ์ค ์ผ๋ถ๋ ์ด๋ฏธ ์คํ์ค์์ ์ฐ๊ตฌ๋๊ณ ์์ด! ๐ฌ
3. ์์ ์ค๋ ฅ ์ด๋ก ๐
๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌํ์๋ค์ ์์์ญํ๊ณผ ์ผ๋ฐ์๋์ฑ์ด๋ก ์ ํตํฉํ๋ ค๊ณ ํด. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ์์ ์ค๋ ฅ ์ด๋ก ์ด์ผ.
๋ ์ด๋ก (String Theory), ๋ฃจํ ์์ ์ค๋ ฅ(Loop Quantum Gravity) ๊ฐ์ ํ๋ณด๋ค์ด ์์ด. ์ด๋ฐ ์ด๋ก ๋ค์์๋ ์๊ณต๊ฐ ์์ฒด๊ฐ ์์ ์๋์ ๊ฒช๋๋ค๊ณ ๋ด. ๊ฐ์์ ์๋ณด๋ค ๋ ๊ทผ๋ณธ์ ์ธ ์์ค์์ ๋ง์ด์ผ!
๋ง์ฝ ์ด ์ด๋ก ์ด ์์ฑ๋๋ฉด, ๋น ๋ฑ ์ ์๊ฐ์ด๋ ๋ธ๋ํ ๋ด๋ถ ๊ฐ์ ๊ทนํ ์ํฉ์ ์ดํดํ ์ ์์ ๊ฑฐ์ผ. ๐
๊ถ๊ทน์ ์ผ๋ก ๋ฌผ๋ฆฌํ์๋ค์ ์์์ญํ๊ณผ ์ผ๋ฐ์๋์ฑ์ด๋ก ์ ํตํฉํ๋ ค๊ณ ํด. ์ด๊ฒ ๋ฐ๋ก ์์ ์ค๋ ฅ ์ด๋ก ์ด์ผ.
๋ ์ด๋ก (String Theory), ๋ฃจํ ์์ ์ค๋ ฅ(Loop Quantum Gravity) ๊ฐ์ ํ๋ณด๋ค์ด ์์ด. ์ด๋ฐ ์ด๋ก ๋ค์์๋ ์๊ณต๊ฐ ์์ฒด๊ฐ ์์ ์๋์ ๊ฒช๋๋ค๊ณ ๋ด. ๊ฐ์์ ์๋ณด๋ค ๋ ๊ทผ๋ณธ์ ์ธ ์์ค์์ ๋ง์ด์ผ!
๋ง์ฝ ์ด ์ด๋ก ์ด ์์ฑ๋๋ฉด, ๋น ๋ฑ ์ ์๊ฐ์ด๋ ๋ธ๋ํ ๋ด๋ถ ๊ฐ์ ๊ทนํ ์ํฉ์ ์ดํดํ ์ ์์ ๊ฑฐ์ผ. ๐
๐ ๋ ๊น์ด ๊ณต๋ถํ๊ณ ์ถ๋ค๋ฉด
์์์ญํ๊ณผ ๊ฐ์์
์์ ๋ํด ๋ ๋ฐฐ์ฐ๊ณ ์ถ๋ค๋ฉด ์ด๋ฐ ๊ฒ๋ค์ ์ถ์ฒํด:์ ๋ฌธ ์์ค ๐
โข ๋ฆฌ์ฒ๋ ํ์ธ๋ง์ "QED: ๋น๊ณผ ๋ฌผ์ง์ ์ด์ํ ์ด๋ก "
โข ๋ธ๋ผ์ด์ธ ์ฝ์ค์ "์์ ์ฐ์ฃผ" (The Quantum Universe)
โข ์ง ์์นผ๋ฆด๋ฆฌ์ "์์์ญํ์ผ๋ก ์ดํดํ๋ ์ธ์"
์ค๊ธ ์์ค ๐
โข ๋ฐ์ด๋น๋ ๊ทธ๋ฆฌํผ์ค์ "์์์ญํ ์ ๋ฌธ" (Introduction to Quantum Mechanics)
โข ๋ ๋๋ ์์คํจ๋์ "์ด๋ก ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ์ต์ ์๊ตฌ์ฌํญ" ์๋ฆฌ์ฆ
โข MIT OpenCourseWare์ ์์์ญํ ๊ฐ์
๊ณ ๊ธ ์์ค ๐ฌ
โข ํ์คํจ๊ณผ ์๋ขฐ๋์ "์์์ฅ๋ก ์ ๋ฌธ" (An Introduction to Quantum Field Theory)
โข ์์ธ๋ฒ๊ทธ์ "์์์ฅ๋ก " (The Quantum Theory of Fields)
โข ์ค๋ฆฌ๋๋ํค์ "์์์ฅ๋ก " (Quantum Field Theory)
๐ป ์จ๋ผ์ธ ๋ฆฌ์์ค
โข PBS Space Time: ์ ํ๋ธ ์ฑ๋, ์์์ญํ๊ณผ ์ฐ์ฃผ๋ก ์ ๊น์ด ์๊ฒ ๋ค๋คโข 3Blue1Brown: ์ํ์ ์ง๊ด์ ํค์ฐ๋ ๋ฐ ์ต๊ณ
โข Sixty Symbols: ๋ ธํ ์ ๋ํ๊ต์ ๋ฌผ๋ฆฌํ ๊ต์๋ค์ด ์ด์
โข ์ฌ๋ฅ๋ท: ํ๊ตญ์ด๋ก ๋ ์์ง์ ๋ฌผ๋ฆฌํ ์ฝํ ์ธ ์ ๋ฉํ ๋ง์ ์ฐพ์ ์ ์์ด! ๐ฐ๐ท
๐ฌ ๋ง๋ฌด๋ฆฌํ๋ฉฐ
์, ์ฌ๊ธฐ๊น์ง ๊ฐ์์
์์ ์ ๋น๋ก์ด ์ธ๊ณ๋ฅผ ํจ๊ป ํํํด๋ดค์ด! ๐์ฒ์์๋ "์ง๊ณต์์ ์ ์๊ฐ ํ์ด๋์จ๋ค๊ณ ?"๋ผ๋ฉฐ ์์ํดํ์ ํ ๋ฐ, ์ด์ ๋ ์ข ์ดํด๊ฐ ๋์ง? ์์์ญํ์ ์ธ๊ณ๋ ์ฐ๋ฆฌ์ ์ผ์์ ์ง๊ด๊ณผ๋ ์ ๋ง ๋ค๋ฅด์ง๋ง, ๊ทธ๋์ ๋ ๋งค๋ ฅ์ ์ด์ผ. โจ
๊ฐ์์ ์๋ ๋จ์ํ ์ด๋ก ์ ํธ๊ธฐ์ฌ์ ๋์์ด ์๋์ผ. ์ฐ์ฃผ์ ๊ตฌ์กฐ, ๋ฌผ์ง์ ์ฑ์ง, ๋ฏธ๋ ๊ธฐ์ ๊น์ง ๋ชจ๋ ๊ฒ๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ๋ผ ์์ง. ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์กด์ฌํ๋ ์ด์ ์กฐ์ฐจ ์ด๊ธฐ ์ฐ์ฃผ์ ์์ ์๋์์ ์ฐพ์ ์ ์๋ค๋, ์ ๋ง ๋๋์ง ์์? ๐
๋ฌผ๋ฆฌํ์ ๊ณ์ ๋ฐ์ ํ๊ณ ์์ด. ์ง๊ธ ์ด ์๊ฐ์๋ ์ ์ธ๊ณ์ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ด ์์ ์ธ๊ณ์ ๋น๋ฐ์ ๋ฐํ๊ธฐ ์ํด ๋ ธ๋ ฅํ๊ณ ์์ง. ์ด์ฉ๋ฉด ๋๋ ๋ฏธ๋์ ์ด ๋ถ์ผ์ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์์์ง ๋ชฐ๋ผ! ๐
"์์ฐ์ ์ฐ๋ฆฌ์ ์์๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋ ์ด์ํ๋ค. ์๋, ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์์ํ ์ ์๋ ๊ฒ๋ณด๋ค ๋ ์ด์ํ๋ค."
- J.B.S. ํ๋ฐ์ธ (J.B.S. Haldane), ์๋ฌผํ์ ๐งฌ
- J.B.S. ํ๋ฐ์ธ (J.B.S. Haldane), ์๋ฌผํ์ ๐งฌ
์์์ญํ์ ๊ณต๋ถํ๋ค ๋ณด๋ฉด ๋จธ๋ฆฌ๊ฐ ์ํ ๋๋ ์์ด. ๊ทธ๋ด ๋๋ ํ์ธ๋ง์ ๋ง์ ๊ธฐ์ตํด:
"์์์ญํ์ ์ดํดํ๋ค๊ณ ์๊ฐํ๋ค๋ฉด, ๋น์ ์ ์์์ญํ์ ์ดํดํ์ง ๋ชปํ ๊ฒ์ด๋ค." ๐
์ด ๋ง์ ์์์ญํ์ด ์ฐ๋ฆฌ์ ์ผ์์ ๊ฒฝํ๊ณผ ๋๋ฌด ๋ค๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์ ํ '์ดํด'ํ๊ธฐ๋ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ค๋ ๋ป์ด์ผ. ํ์ง๋ง ๊ทธ๋ ๋ค๊ณ ํฌ๊ธฐํ ํ์๋ ์์ด. ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฃจ๊ณ , ์คํ์ผ๋ก ๊ฒ์ฆํ๊ณ , ์์ฉํ ์๋ ์์ผ๋๊น!
๊ณผํ์ ์๋ฆ๋ค์์ ๋ฐ๋ก ์ฌ๊ธฐ์ ์์ด. ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์์ ํ ์ดํดํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ฒ๋ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌํ๊ณ ํ์ฉํ ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ง. ๐ฌโจ
"์์์ญํ์ ์ดํดํ๋ค๊ณ ์๊ฐํ๋ค๋ฉด, ๋น์ ์ ์์์ญํ์ ์ดํดํ์ง ๋ชปํ ๊ฒ์ด๋ค." ๐
์ด ๋ง์ ์์์ญํ์ด ์ฐ๋ฆฌ์ ์ผ์์ ๊ฒฝํ๊ณผ ๋๋ฌด ๋ค๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์ ํ '์ดํด'ํ๊ธฐ๋ ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ค๋ ๋ป์ด์ผ. ํ์ง๋ง ๊ทธ๋ ๋ค๊ณ ํฌ๊ธฐํ ํ์๋ ์์ด. ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ค๋ฃจ๊ณ , ์คํ์ผ๋ก ๊ฒ์ฆํ๊ณ , ์์ฉํ ์๋ ์์ผ๋๊น!
๊ณผํ์ ์๋ฆ๋ค์์ ๋ฐ๋ก ์ฌ๊ธฐ์ ์์ด. ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์์ ํ ์ดํดํ์ง ๋ชปํ๋ ๊ฒ๋ ์ฒด๊ณ์ ์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌํ๊ณ ํ์ฉํ ์ ์๋ค๋ ๊ฑฐ์ง. ๐ฌโจ
์ค๋ ์ด์ผ๊ธฐ๊ฐ ์ฌ๋ฏธ์์๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ! ์์์ญํ์ ์ด๋ ต์ง๋ง, ๊ทธ๋งํผ ๋ณด๋ ์๋ ์ฃผ์ ์ผ. ์ฐ์ฃผ์ ๊ฐ์ฅ ๊ทผ๋ณธ์ ์ธ ๋น๋ฐ์ ๋ค๋ฃจ๋๊น ๋ง์ด์ผ. ๐
ํน์ ๋ ๊ถ๊ธํ ๊ฒ ์๊ฑฐ๋, ํน์ ๋ถ๋ถ์ ๋ ๊น์ด ์๊ณ ์ถ๋ค๋ฉด ์ธ์ ๋ ๋ฌผ์ด๋ด. ๊ณผํ์ ์ง๋ฌธ์์ ์์๋๋๊น! ๐ค๐ก
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ธฐ์ตํด. ์ง๊ธ ์ด ์๊ฐ์๋ ๋ค ์ฃผ๋ณ์ ์ง๊ณต์ ๊ฐ์์ ์๋ค๋ก ๋์ด์ค๋ฅด๊ณ ์์ด. ๋ณด์ด์ง ์์ง๋ง, ๊ทธ๋ค์ ๊ฑฐ๊ธฐ ์์ด. ์ฐ์ฃผ๋ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๊ฐํ๋ ๊ฒ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋ ์ญ๋์ ์ด๊ณ ์ ๋น๋ก์ด ๊ณณ์ด์ผ! โจ๐ญ
์, ์ด์ ์์ ์ธ๊ณ ํํ์ ๋ง์น ์๊ฐ์ด์ผ. ํ์ง๋ง ์ด๊ฑด ๋์ด ์๋๋ผ ์์์ด์ง. ์์์ญํ์ ์ธ๊ณ๋ ๋ฌด๊ถ๋ฌด์งํ๋๊น! ๐๐
๋ค์์ ๋ ๋ง๋! ๊ทธ๋๊น์ง ํธ๊ธฐ์ฌ์ ์์ง ๋ง๊ณ , ๊ณ์ ์ง๋ฌธํ๊ณ , ํ๊ตฌํ๊ณ , ๋ฐฐ์๋๊ฐ๊ธธ ๋ฐ๋ผ! ๐๐ช
ํน์ ๋ ๊ถ๊ธํ ๊ฒ ์๊ฑฐ๋, ํน์ ๋ถ๋ถ์ ๋ ๊น์ด ์๊ณ ์ถ๋ค๋ฉด ์ธ์ ๋ ๋ฌผ์ด๋ด. ๊ณผํ์ ์ง๋ฌธ์์ ์์๋๋๊น! ๐ค๐ก
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ธฐ์ตํด. ์ง๊ธ ์ด ์๊ฐ์๋ ๋ค ์ฃผ๋ณ์ ์ง๊ณต์ ๊ฐ์์ ์๋ค๋ก ๋์ด์ค๋ฅด๊ณ ์์ด. ๋ณด์ด์ง ์์ง๋ง, ๊ทธ๋ค์ ๊ฑฐ๊ธฐ ์์ด. ์ฐ์ฃผ๋ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๊ฐํ๋ ๊ฒ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋ ์ญ๋์ ์ด๊ณ ์ ๋น๋ก์ด ๊ณณ์ด์ผ! โจ๐ญ
์, ์ด์ ์์ ์ธ๊ณ ํํ์ ๋ง์น ์๊ฐ์ด์ผ. ํ์ง๋ง ์ด๊ฑด ๋์ด ์๋๋ผ ์์์ด์ง. ์์์ญํ์ ์ธ๊ณ๋ ๋ฌด๊ถ๋ฌด์งํ๋๊น! ๐๐
๋ค์์ ๋ ๋ง๋! ๊ทธ๋๊น์ง ํธ๊ธฐ์ฌ์ ์์ง ๋ง๊ณ , ๊ณ์ ์ง๋ฌธํ๊ณ , ํ๊ตฌํ๊ณ , ๋ฐฐ์๋๊ฐ๊ธธ ๋ฐ๋ผ! ๐๐ช
๐ ์์์ญํ์ ์ธ๊ณ์ ์ค์ ๊ฑธ ํ์ํฉ๋๋ค!
๊ฐ์์
์๋ ์ฐ๋ฆฌ์๊ฒ ์ฐ์ฃผ๊ฐ ์ผ๋ง๋ ๋๋ผ์ด ๊ณณ์ธ์ง ๋ณด์ฌ์ค์.
๊ณ์ ํํํ๊ณ , ์ง๋ฌธํ๊ณ , ๋ฐฐ์๋๊ฐ์ธ์! ๐
๊ด๋ จ ํค์๋
๋๊ธ ์์ฑ
์ด ๊ธ์ ๋ํ ์ฌ๋ฌ๋ถ์ ์๊ฐ์ ๋ค๋ ค์ฃผ์ธ์
๋ก๊ทธ์ธ์ด ํ์ํฉ๋๋ค
๋๊ธ์ ์์ฑํ๋ ค๋ฉด ๋จผ์ ๋ก๊ทธ์ธํด์ฃผ์ธ์.
๋๊ธ 0
๋๊ธ์ ๋ถ๋ฌ์ค๋ ์ค์
๋๋ค.
๋๊ธ์ ๋ถ๋ฌ์ค์ง ๋ชปํ์ต๋๋ค. ์ฐ๊ฒฐ ์ํ๋ฅผ ํ์ธํ๊ณ ๋ค์ ์๋ํด ์ฃผ์ธ์.
์ง์์ธ์ ์ฒ - ์ง์ ์ฌ์ฐ๊ถ ๋ณดํธ ๊ณ ์ง
์ง์ ์ฌ์ฐ๊ถ ๋ณดํธ ๊ณ ์ง
- ์ ์๊ถ ๋ฐ ์์ ๊ถ: ๋ณธ ์ปจํ ์ธ ๋ ์ฌ๋ฅ๋ท์ ๋ ์ AI ๊ธฐ์ ๋ก ์์ฑ๋์์ผ๋ฉฐ, ๋ํ๋ฏผ๊ตญ ์ ์๊ถ๋ฒ ๋ฐ ๊ตญ์ ์ ์๊ถ ํ์ฝ์ ์ํด ๋ณดํธ๋ฉ๋๋ค.
- AI ์์ฑ ์ปจํ ์ธ ์ ๋ฒ์ ์ง์: ๋ณธ AI ์์ฑ ์ปจํ ์ธ ๋ ์ฌ๋ฅ๋ท์ ์ง์ ์ฐฝ์๋ฌผ๋ก ์ธ์ ๋๋ฉฐ, ๊ด๋ จ ๋ฒ๊ท์ ๋ฐ๋ผ ์ ์๊ถ ๋ณดํธ๋ฅผ ๋ฐ์ต๋๋ค.
- ์ฌ์ฉ ์ ํ: ์ฌ๋ฅ๋ท์ ๋ช ์์ ์๋ฉด ๋์ ์์ด ๋ณธ ์ปจํ ์ธ ๋ฅผ ๋ณต์ , ์์ , ๋ฐฐํฌ, ๋๋ ์์ ์ ์ผ๋ก ํ์ฉํ๋ ํ์๋ ์๊ฒฉํ ๊ธ์ง๋ฉ๋๋ค.
- ๋ฐ์ดํฐ ์์ง ๊ธ์ง: ๋ณธ ์ปจํ ์ธ ์ ๋ํ ๋ฌด๋จ ์คํฌ๋ํ, ํฌ๋กค๋ง, ๋ฐ ์๋ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ ์์ง์ ๋ฒ์ ์ ์ฌ์ ๋์์ด ๋ฉ๋๋ค.
- AI ํ์ต ์ ํ: ์ฌ๋ฅ๋ท์ AI ์์ฑ ์ปจํ ์ธ ๋ฅผ ํ AI ๋ชจ๋ธ ํ์ต์ ๋ฌด๋จ ์ฌ์ฉํ๋ ํ์๋ ๊ธ์ง๋๋ฉฐ, ์ด๋ ์ง์ ์ฌ์ฐ๊ถ ์นจํด๋ก ๊ฐ์ฃผ๋ฉ๋๋ค.
์์ง ๋๊ธ์ด ์์ต๋๋ค.