| [ garbages ] in KIDS 글 쓴 이(By): soliton (김_찬주) 날 짜 (Date): 2011년 07월 27일 (수) 오전 01시 24분 24초 제 목(Title): 이중슬릿실험, 엔트로피와 중력 그동안 외국 출장 때문에 kids에 거의 들어오지 못하고 있었는데 limelite 님이 다음 두 글에 대해 메일로 물어오셔서 뒤늦게 제 의견을 답니다. 91126 limelite 7/8 양자역학-이중슬릿 실험? 91159 limelite 7.14 엔트로피와 중력? 1. 이중슬릿 실험 라임님의 실험장치는 전자가 만드는 약한 전자기장을 감지하여 위치를 측정하자는 것인데 사실은 전자가 고전 전자기학의 맥스웰 이론에서 흔히 배우듯이 (아주 약하긴 하지만) 매끈한 전자기파를 끊임없이 사방으로 방출하는 것은 아닙니다. 양자역학의 관점에서 볼 때 맥스웰 이론의 전자기파는 사실 확률파동 같은 것일 뿐입니다. 그리고 이 확률파에 따라 어떤 광자가 계측장치와 상호작용을 할 확률이 있는 것이죠. 따라서 계측장치를 어떤 특정한 방식으로 만들자는 것은 큰 의미가 없습니다. 따지고 보면 다 같은 원리니까요. 그리고 라임님이 >a. 저렇게 입자성을 확인하기 위한 실험장치만으로도, 즉 실험장치에 >계측장치를 연결하지 않아도, 전자의 파동성은 사라지고 스크린에는 회절 >간섭무늬가 사라진다. > >b. 실험장치만 동작할 때는 스크린에 회절간섭무늬가 나타나는데, 실험장치에 >계측장치를 연결하는 순간 간섭무늬가 사라진다. > >c. 실험장치에 계측장치를 연결해도 여전히 스크린에는 간섭무늬가 나타나지만, >인간이 계측장치를 읽고 전자가 어느 슬릿을 통과했는지 인지하는 순간 >간섭무늬가 사라진다. 로 구분을 하셨는데 여기서 a, b의 의미가 모호합니다. 계측장치의 스위치를 껐다는 것이 계측장치의 역할이 전혀 없는 것을 의미하고 써놓으신 거라면 a는 무의미한 선택문항이므로 이것을 의미하신 것은 아닌 것 같습니다. 그렇다면 꺼진 계측장치의 역할이 뭔가 있다는 의미인데 이에 대한 구체적인 설명이 없으면 a와 b를 구분할 수 없습니다. 이중슬릿 실험에서의 핵심은 결국 전자가 계측장치(더 일반적으로는 주변 환경)과 상호작용을 하여 관측을 당했다고 할만한 영향을 받았느냐 아니냐입니다. 그냥 이 기준으로 생각하시면 됩니다. 2. 엔트로피와 중력 >지금 '우주의 구조' 책을 읽고 있는데... 보니까 역시, 엔트로피의 개념? >물리적 의미? 그런 것에 대해서 잘 모르겠네요. > >넓은 공간에서 기체 입자가 시간이 지날수록 확산되는 현상에서... 보통은 >기체입자가 좁은 공간에 몰려있으면 엔트로피가 낮고, 기체입자가 공간 >전체에 고르게 퍼져있으면 엔트로피가 높다고 보통 얘기하잖아요. >그런데, 이 책에 의하면, 중력이 작용할 때는 이와 반대여서, 기체 입자가 >공간에 고르게 퍼져있을 때는 엔트로피가 낮고, 뭉쳐있을 때 엔트로피가 >높다고 하네요. >맞는 얘기, 혹은 맞게 이해한 건가요? 생각해 보면 그럴 법도 하긴 하더란. > >블랙홀의 엔트로피가 매우 높다고 하는 것도 결국 이런 맥락에서 하는 말인가요? 우주의 구조에 나와 있는 설명을 그대로 받아들이시면 됩니다. (그리고 브라이언 그린이 그냥 별 볼 일 없는 학자가 아니라 세계적 권위자 중 한 명이기 때문에 다른 부분의 설명도 특별히 타당성을 확인하실 필요는 없습니다. 좋은 설명이냐 아니냐의 차원에서 논란은 있을 수 있지만 과학적 사실 자체를 틀리는 수준의 학자는 아닙니다.) 균일하게 퍼져 있는 것이 엔트로피가 크다는 것은 중력의 영향을 무시할 수 있을 때 그런 것입니다. 보통 상황에서는 기체 분자들 사이의 중력에 비해 다른 것들(속력, 온도, 다른 상호작용,...)이 훨씬 크기 때문에 중력을 그냥 고려하지 않는 것일 뿐이죠. 이것은 예를 들어 전기회로에서 중력에 의해 전자의 운동이 달라지는 것을 고려하지 않는 것과 마찬가지입니다. |