[스크랩] 양자역학(量子力學)과 파동(波動)

입자와 파동을 과학적으로 규명한 학문이 20세기 초에 태동한 양자역학(量子力學:quantum phyics)이다. 20세기에 들어 일단의 물리학자들은 원자나 소립자처럼 극히 미세한 세계를 탐구하는 양자역학(量子力學:quantum phyice)을 탄생시켰다. 원자는 1억분의 1cm밖에 안 되는 미립자이다. 양자역학은 초미세한 세계를 수식(數式)이라는 언어에 의해 물질과 우주의 근본까지 밝혀 내고 있는 물리학의 한 분야라 할 수 있다.

 

양자역학이 태동하기 전의 고전역학 즉 뉴톤 역학의 시대에는 원자, 전자, 핵이 입자이면서 고정된 것으로 생각하였다. 그러나 이 이론만으로는 설명되지 않는 현상이 있어 양자역학이 새롭게 태동한 것이다.

양자역학에서 원자, 전자, 핵 등이 입체적으로 진동(震動:vabration)하면서 자유롭게 회전하고 움직이고 있다는 것을 확인했다. 다시 말하면 입자인 원자, 전자, 핵 등이 파동의 성격을 갖고 있다는 것이다. 이와 같이 양자역학의 세계에서는 입자와 파동이 함께 존재한다는 것이다.

 

이 이론은 기존의 물리학자들에게는 받아 들여지지 않았다. 입자이면서 파동처럼 행동할 수 없고 파동이면서 입자처럼 행동할 수 없다고 믿었기 때문이다. 입자이면서 동시에 파동이라는 새로운 학설을 주장한 프랑스의 드브로이가 1929년에 노벨물리학상을 받으면서 새로운 양자역학의 시대가 열린 것이다.

뉴턴과 아인슈타인을 포함한 고전물리학에서는 빛보다 빠른 존재는 없는 것으로 되어 있다. 그러나 양자역학은 우주에는 빛보다 빠르게 움직이는 것이 있음도 발견했다. 인간이 생각하는 의식의 파동이 멀리 떨어져 있는 사람에게 순간적으로 텔레파시로 전달되는데 이를 염파(念波)라고 한다. 이 염파의 속도는 빛보다 빠르다. 우주의 파동 역시 빛보다 빠르게 움직인다.

 

이렇게 인간의 상식으로는 쉽게 이해되지 않는 과학이 양자역학이다. 그러나 반도체, 컴퓨터, 초전도체 등은 양자역학에 의해 탄생된 양자역학의 산물로 생활 깊숙이 연관되어 있다. 21세기 과학문명은 양자역학에 의해 끊임없이 발전할 것이다.

 

양자역학 이전에는 그러면 파동의 개념이 없었는가. 그것은 아니다. 파동은 파동으로 이해하고 입자는 입자로만 이해한 것이다. 사람들이 모두 빛은 파동이라고 이해하고 있던 약 100년전인 20세기초에 빛은 입자의 성질도 가지고 있다는 사실이 밝혀지게 되었는데 이를 밝힌 공로로 노벨상을 받은 사람이 바로 아인슈타인이다.

 

지금까지 설명한 양자역학적 관점에서 파동을 정의해보면 다음과 같다. 원자 전체나 혹은 원자핵의 소립자가 진동하면 그 주변에 미세한 에너지가 퍼져 나가는데 이것이 파동이다. 양자역학의 궁극적 의미는 파동이 모이면 입자 즉 물질로 바뀐다는 것이다.

출처 : 행복한 파동의 세계

글쓴이 : 레민다 원글보기

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