안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
불확정성 원리는 Δx·Δp ≥ ħ/2로 쓰는데, 측정 장비가 부족해서 생기는 한계가 아니라 입자가 처음부터 위치와 운동량을 동시에 정확한 값으로 갖고 있지 않다는 뜻이에요. 장비를 아무리 완벽하게 만들어도 이 하한선 아래로는 내려갈 수 없어요.
양자역학에서 입자는 파동으로 기술되고 운동량은 p = h/λ로 파장과 연결돼요. 파장이 하나뿐인 순수한 파동은 공간 전체에 고르게 퍼져 있어 위치를 특정할 수 없어요. 반대로 한 지점에 뭉친 파동을 만들려면 여러 파장을 겹쳐야 하니 운동량이 넓게 퍼지게 돼요. 위치를 좁히면 운동량이 퍼지고, 운동량을 좁히면 위치가 퍼지는 관계가 파동의 수학적 성질에서 바로 나와요.
이 한계는 플랑크 상수가 아주 작아 일상에서는 드러나지 않아요. 1g짜리 구슬의 위치를 1μm 안에 정해도 속도 불확정성은 10⁻²⁶m/s 수준이에요. 그런데 전자를 원자 크기인 0.1nm 안에 가두면 속도가 초속 수백 km 이상 흔들려요. 전자가 원자핵으로 떨어지지 않고 일정한 크기의 구름을 유지하는 것도, 절대영도에서 원자가 완전히 멈추지 않는 것도 이 원리로 설명돼요 :)