Re:[양자역학]슈뢰딩거의 고양이 사고실험??

>>일반적인 생각으로는 이렇게 생각하죠 >>고양이는 죽었거나 살았다.... >>하지만 이것은 고전역학적인 시점에서의 이야기라는 것입니다.... - 양자역학적 시점에서는 파동함수로써, 고양이가 죽는 사건에 대한 확률과 산 사건에 대한 확률이 모두 존재하는데, 이것은 파동함수에 의해 결정됩니다. >>1. 하나의 광원에서 두개의 구멍으로 빛을 쏩니다.(이때 간섭무늬가 생깁니다) - 두 개의 구멍으로 빛을 쏘면, 1번에 들어가는 사건에 대한 파동함수 가 존재하고, 2번에 들어가는 사건에 대한 파동함수 가 존재합니다. 그런데 이 두 파동함수는 물리적 파동함수가 아닌데도 서로 간섭하죠. (물리적 파동함수가 아니란 것은 실제로 파동이 존재하지는 않는다는 거죠. 단지 수학적으로 그래프를 그린다는 이미지 정도네요.) 입자가 수학적으로 파동함수를 지니고 있을 뿐인데, 수학적인 파동함수가 진짜 파동처럼 물리적으로 간섭한다는 것은 특이하죠. 실제로 일상생활에서 불빛을 슬릿실험을 해도 간섭무늬가 일어나는데, 이 경우는 광자가 무수히 많은 경우죠. >>2. 이 광원에서 광자를 하나만 쏩니다..(이 경우에도 간섭무늬가 생기는겁니다... 신기하게) - 광자가 5개가 있다고 합시다. ㄱ광자는 각각 1번슬릿을 통과할 경우와, 2번슬릿을 통과할 경우를 모두 가지고 있습니다. ㄴ광자도 각각 1번슬릿을 통과할 경우와, 2번슬릿을 통과할 경우를 모두 가지고 있습니다. 나머지 ㄷ,ㄹ,ㅁ광자도 모두 1번슬릿을 통과할 확률과 2번슬릿을 통과할 경우를 모두 가지고 있습니다. 그러면 전부 경우는 10개가 되죠? 1.ㄱ광자가 1번슬릿통과할경우 2.ㄴ광자가 1번슬릿통과할경우 3.ㄷ광자가 1번슬릿통과할경우 4.ㄹ광자가 1번슬릿통과할경우 5.ㅁ광자가 1번슬릿통과할경우 6.ㄱ광자가 2번슬릿통과할경우 7.ㄴ광자가 2번슬릿통과할경우 8.ㄷ광자가 2번슬릿통과할경우 9.ㄹ광자가 2번슬릿통과할경우 10.ㅁ광자가 2번슬릿통과할경우 (일반화하여 슬릿이 n개이고, 광자가 m개있으면 m*n가지 경우가 나옵니다.) 여기서는 1,2,3,4,5 는 모두 합해져서 하나의 파동함수 즉, 1. 어느 광자이든 상관없으나 1번슬릿을 통과하는 경우 가 되고, 역시 6,7,8,9,10 은 모두 합해져서 하나의 파동함수 즉, 2. 어느 광자이든 상관없으나 2번슬릿을 통과하는 경우 이 되는데 전자와 후자가 간섭해서 간섭무늬를 만드는 것이죠. 그런데 이번에는 'ㅂ광자'라는 놈 하나만을 쏜다고 하면 두 경우를 얻겠죠. (광자를 한 개만 쏜다는 것은 광자가 1개있을 때와 2개 이상일 때는 이론적으로도 상황이 틀릴 수 있기 때문입니다. 양자역학이 가설이었을 때 그러했기 때문에 이러한 과정을 거친거죠. 현대의 기술로라면 광자 1개를 쏘는 것은 가능하지 않을까요? 입자가속기라든지.. ) 1.ㅂ광자가 1번슬릿을 통과할 경우 2.ㅂ광자가 2번슬릿을 통과할 경우 다시 바꿔서 1.어느광자이든 상관없으나 1번슬릿을 통과하는 경우 2.어느광자이든 상관없으나 2번슬릿을 통과하는 경우 로 바꿀 수 있는데 ' 어느광자이든 상관없으나 ' 라는 조건은 있으나마나입니다. ㅂ하나만 존재하니까요. 그렇다면 간섭이 일어날까요? 이것을 물리적으로 해석하면 ㅂ이라는 광자는 1번경로를 따라가는 경우와 2번경로를 따라가는 경우가 모두 존재하는데, 그 두 경로가 서로 간섭해서 무늬를 만든다면, ㅂ은 두 경로를 모두 따라가는 것일까요? 그럼 입자가 쪼개진다는 뜻일까요? 여기서 파인만이 '콩알의 오류를 범하지 말라.'라고 했죠. 콩알처럼 고전적 사고방식으로의 입자로는 이것을 설명할 수 없습니다. 즉, 입자인데도 파동처럼 회절하고 간섭한다는 것이죠. (이것이 이중성의 어원일 듯.) >>3. 하지만 이상하게도 이 하나의 광자가 어느 구멍으로 통과했는지를 알기위한 기계를 구멍에 설치하면... 간섭무늬가 사라집니다 -이것은 바로 파동함수의 붕괴를 뜻하는데요. 간섭무늬는 두 파동함수가 중첩되어 있다는 것을 뜻합니다. 그런데 실제로 파동함수라는 것은 수학적 모델일 뿐, 실제 물리적 실체는 아니죠. 즉 물리적 실체는 입자이므로 1번슬릿통과하는 파동함수나 2번슬릿통과하는 파동함수 중에서 둘중에 하나는 반드시 붕괴되어야 합니다. 광자는 1번슬릿이나 2번슬릿가운데 한 군데에서는 반드시 측정되어야 하기 때문이죠. 만약에 2번 슬릿이 붕괴된다고 하면 1번 슬릿에서 광자가 측정되고 1번슬릿이 붕괴된다고 하면 2번슬릿에서 광자가 측정됩니다. 어떠한 파동함수가 선택되느냐하는 것으로는 파동함수의 진폭의 절대값제곱이 큰 쪽이 선택되는 빈도가 큽니다.