슈뢰딩거의 고양이 실험 알기 쉽게 설명해주세요~

Question

양자역학과 관련해서 '슈뢰딩거의 고양이' 실험에 대해 많이 들어봤었는데요.실제 어떤 실험을 했고, 어떤 결과를 얻었는 지 궁금합니다.

호탕한개미핥기272 · Accepted Answer

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.슈뢰딩거 고양이를 통해 양자역학에서 기술하는 물리적인 상태와 관측 행위를 설명하려고 했던것입니다. 슈뢰딩거 고양이는 이론이 아닌 사고 실험입니다. 상자속에 고양이가 있는데, 버튼을 누를 경우 50퍼의 확률로 독가스가 살포되고 50퍼의 확률로 고양이가 좋아하는 간식을 내놓게 됩니다. 만약 우리가 버튼을 눌렀을 경우 고양이는 살아 있을까요 죽어있을까요?. 기존의 물리학에서 말하는 상태는 관측을 통해 알 수 있으며 명확한 상태입니다. 죽었으면 죽었다. 살았으면 살았다. 라고 명확하게 말을할 수 있죠. 하지만 양자역학에서의 관측은 다릅니다. 양자역학은 원자, 그보다 작은 전자와 원자핵 등의 운동과 상태를 기술하기 위해 만든 이론입니다. 그리고 전자와 같은 입자를 관측하기위해서는 강한 빛을 이용하여 관측해야하는데, 이러한 행위는 전자의 상태를 바꿉니다. 정확한 관측이 어렵죠. 그래서 양자역학에서는 확률적인 해석을 시도합니다. 이 확률적인 해석은 기존의 물리학과는 다르고 많은 학자들이 받아들이기 어려워했죠. 그래서 슈뢰딩거의 고양이를 예시로 설명을 시도하려고했습니다. 고양이의 상태는 살아 있으면서도 죽었다 라고 표현을 하죠. 50퍼의 확률로 살아있으며, 50퍼의 확률로 죽어있죠. 이렇게 모호해 보이는 물리 이론이지만 양자역학은 기존에 물리학이 설명하지 못한 현상들을 많이 설명해냈으며 현재까지 부정되지않고있습니다.정리하면 슈뢰딩거의 고양이는 양자역학을 이해시키기 위한 사고실험입니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 슈뢰딩거의 고양이는 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 1935년에 고안한 사고 실험입니다. 이 실험은 양자역학의 불확정성 원리를 설명하기 위해 고안되었습니다. 불확정성 원리는 어떤 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 측정하는 것은 불가능하다는 것을 말합니다.슈뢰딩거의 고양이 실험은 다음과 같습니다. 방 안에 고양이를 넣고, 방의 옆에 방사성 원소와 감지기를 설치합니다. 방사성 원소는 일정 확률로 붕괴되며, 붕괴되면 감지기가 감지하고, 감지기는 독가스를 방출합니다. 고양이는 독가스에 노출되면 죽게 됩니다.양자역학에 따르면, 방사성 원소는 붕괴되기 전까지는 붕괴될 수도 있고, 붕괴되지 않을 수도 있습니다. 즉, 고양이는 죽을 수도 있고, 살 수도 있습니다.슈뢰딩거는 이 실험을 통해 양자역학의 불확정성 원리가 미시세계뿐만 아니라 거시세계에도 적용된다는 것을 보여주고자 했습니다.슈뢰딩거의 고양이 실험은 실제 실험된 적은 없지만, 양자역학의 불확정성 원리를 설명하는 데 중요한 역할을 했습니다.

생물·생명

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슈뢰딩거의 고양이 실험 알기 쉽게 설명해주세요~