슈뢰딩거의 고양이가 무슨이론인가요
슈뢰딩거읙고양이라는 이야기를 듣긴햇는데 이게 엌던의의가 있는지 또 어떤분야에 도움이 직접적으로 됫는지 영향을 끼친분야가 궁금해요
슈뢰딩거의 고양이 이론은 1935년에 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 보이기 위해서 고안한 사고 실험입니다.
실험 내용은 사실 매우매우 간단합니다. 상자에는 고양이 한 마리와 청산가리가 든 유리병, 방사성물질 라듐, 방사능을 검출하는 가이거 계수기, 망치가 들어 있고 상자는 외부와 차단되어 있으며 밖에서 내부를 볼 수 없습니다. 그리고 라듐 핵이 붕괴하면 가이거계수기가 그걸 탐지하면 망치가 유리병을 내려쳐 깨게 돼 청산가리가 유출됩니다. 청산가리를 마신 고양이는 죽게 되겠죠. 라듐이 붕괴할 확률은 1시간에 50퍼센트인데, 1시간 뒤 고양이는 죽었을까 살았을까? 이것이 바로 슈뢰딩거의 고양이입니다.
다시 말하면 '한시간 후에 절반의 확률로 상자 안의 고양이가 죽지만 당신은 그 상황을 전혀 볼 수 없다.'라는 것이 이 실험의 중심입니다. .
이를 다시 슈뢰딩거가 불완전하다는 것을 보이기 위한 양자역학에 빗대어 말해본다면..
양자역학에 따르면 관측하지 않은 핵은 '붕괴한 핵'과 '붕괴하지 않은 핵'의 중첩으로 설명되지만 한 시간 후 상자를 열었을 때 관측자가 볼 수 있는 것은 '붕괴한 핵', 즉 죽은 고양이 또는 '붕괴하지 않은 핵' 즉 '죽지 않은 고양이'뿐입니다. 그럼 언제 이 계의 중첩 상태가 끝나고 하나의 상태로 고정되는가는 일반적인 믿음과는 달리, 슈뢰딩거는 '죽기도 하고 살기도 한 고양이'가 진짜로 존재한다고 주장했던 것은 아니라는 것이죠. 오히려 그는 양자역학은 불완전하며 현실적이지 않다고 생각했고, 고양이는 반드시 살아있거나 죽은 상태여야 하기 때문에, 그 둘 사이의 어디쯤이 이니라 원자 역시 붕괴했거나 붕괴하지 않았거나 둘 중 하나라는 것입니다.
말이 상당히 어렵긴 하지만, 이 어려운 말을 고양이에 빗대어 비판한 것입니다.
슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 패러독스 중 하나입니다. 이름 처럼 슈뢰딩거 (오스트리아의 물리학자)가 1935년에 제안한 사고 실험입니다. 이 실험은 양자역학의 원리들이 거시적인 객체에 적용될 때 발생하는 논리적인 문제들을 설명하기 위해 고안되었습니다.
슈뢰딩거의 고양이 실험은 일종의 설정들로 제안됩니다. 앞서서 답변 주신 전문가 분들의 설명이 자세하기 때문에 생략하겠습니다.^^
슈뢰딩거의 고양이 실험의 포인트는 상자를 열고 확인하기 전까지는 방사성 물질이 붕괴되었는지 여부를 알 수 없다는 것입니다. 양자역학의 초월 상태 개념에 따르면, 방사성 물질은 붕괴 유무의 두 상태가 동시에 존재합니다. 이 원리를 고양이에게 적용하면 상자를 열기 전까지 고양이는 동시에 '살아있는' '죽음' 상태 둘 다에 있게 됩니다.
이는 양자역학의 기본 원리들이 거시적 세계에서 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 문제를 제기합니다. 이론적, 철학적으로 매우 중요한 이 사고 실험은 양자역학의 해석과 이론에 대한 논의를 촉발시켰으며, 오늘날까지도 많은 과학자와 철학자들에 의해 토론되고 있습니다.
'슈뢰딩거의 고양이'란 1935년에 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 보이기 위해서 고안한 사고 실험입니다. 이 실험을 위해 고안된 상황은 다음과 같습니다. 고양이가 상자 속에 갇혀 있고, 이 상자에는 방사성 핵이 들어 있는 기계와 독가스가 들어 있는 통이 연결되어 있습니다. 실험을 시작할 때, 1시간 안에 핵이 붕괴할 확률을 50%가 되도록 조정하는데, 만약 핵이 붕괴하면 독가스가 나와 고양이가 죽습니다. 슈뢰딩거는 이 상황에서 파동함수의 표현이 고양이가 살아 있는 상태와 죽은 상태의 결합으로 나타나는 것을 비판하며 "죽었으며 동시에 살아 있는 고양이"는 실제로 존재하지 않는다는 사실에서 양자역학이 불완전하며 현실적이지 않다고 생각했습니다. 즉 고양이는 반드시 살아 있거나 죽은 상태여야 하기 때문에 양성자 역시 붕괴했거나 붕괴하지 않았거나 둘 중 하나라는 것입니다.
이 실험에서는 상자 안에 고양이가 양자 상태 중첩인 동시에 죽은 상태와 살아있는 상태 두 가지 상태에 동시에 존재한다고 가정합니다. 이론적으로는 이러한 상태 중첩이 가능하다는 개념을 설명하기 위해 사용되었지만, 현실적으로는 이론적인 상상에 불과합니다