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물리학 세미나 공지(5/29)양자역학 퀀텀 스토리 6부 양자적 실체

 

왜 공지가 안 올라올까 하다보니, 이번부터 제가 올리기로 된 걸 까먹었네요 ㅠ.ㅜ

 

지난 주엔 5부 양자적 입자를 한 번에(!) 독파하였고, 이번 세미나에선 6부 양자적 실체를 다 다룹니다.

30장은 봄의 숨은 변수이론을, 31장은 벨의 부등식을, 32장은 야스페의 벨 부등식 실험을, 33장은 양자 지우개(관측에 따라 간섭무늬가 나타났다 사라지고, 다시 나타나는!!) 실험을, 34장은 슈뢰딩거 고양이의 최근 실험을, 35장은 레깃의 부등식과 실험을 다룹니다.

내용은 저 멀리 있는 3부 양자논쟁 (EPR역설, 슈뢰딩거 고양이 등 2차세계대전 이전의 논쟁)의 현대판이라 할 수 있습니다. 4, 5부를 거치며 입자물리학, 표준모형의 성립과정을 힘겹게 따라갔지만, 그것과는 분위기가 아주 다릅니다. 물론 정교한 실험들에 대해 설명이 나오지만 굳이 다 이해를 못해도 전체 내용을 따라갈 수 있으며, 대신 여러 개념에 대해 정리가 필요합니다. (약간 헤깔려도 전체 파악은 가능합니다!)

 

이런 깊고, 최근 내용을 다룬 책은 드뭅니다. 아주 없다라고 생각하다가 우연히 이 책의 목차를 보았습니다. <일상적이지만 절대적인 양자역학지식 50 - 슈뢰딩거부터 양자컴퓨터까지 양자세계에 관한 모든 것> http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=83921184

, 우리가 세미나를 좀 늦게 시작했으면, 이렇게 두 권을 놓고 했을텐데, 라는 아쉬움이 드네요. (아직 책을 못 보고 목차와 책 소개만 보고 하는 얘기입니다만...)

 

김상욱 교수의 <과학하고 앉아있네 4 : 김상욱의 양자역학 더 찔러보기> http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=74920588 에도 물리적 실체, 벨 부등식, 야스페의 실험, 차일링거의 실험 등이 나옵니다. 사실 그 부분은 몇 번 듣고, 읽고 했어도 잘 이해가 안되었습니다만, 마침 이번 세미나 진도와 겹치는 내용이고, 아주 말씀을 잘하시니 좋은 참고가 되리라 여깁니다. (파토의 과학하고 앉아있네의 팟캐스트에서도 올라와 있으니, 그걸 들으셔도 됩니다. 그걸 그대로 책으로 펴낸 것이니까요.)

 

퀀텀 스토리의 서문 (들어가며)을 보시면 맨 뒤에 감사의 글에 앤서니 레깃이 초벌 원고를 읽고 값진 조언을 해 주었다라고 나옵니다. 그리고 35장에는 각주로 여러 번 레깃과의 대화를 출처로 적어놓았습니다. 이책의 35장의 내용은 이 책만의 특징의 하나가 될 것입니다. (위에 소개한 책들에는 안 나오는 내용이기도 합니다) 그리고 6부의 결론이기도 합니다. (책에선 자꾸 실존주의자 라고 표현하는데, 실체론자로 바꿔 이해하시면 될 겁니다)

 

 

양자역학과 물리적 실체에 대해 궁금하신 분, 슈뢰딩거의 고양이가 현재는 어떻게 이해되고 실험(!)되는지 알고 싶으신 분, EPR 역설은 또 어찌 되었나 싶은 분, 벨의 부등식이 뭔지 찾아봐도 도무지 이해하기 어려우셨던 분, 나만 양자역학을 이해하지 못하는 것이 아니라는 실험적, 해석적 증거를 원.하시는 분, 모두 환영합니다.

 

( “ ... 실험도 소개되어 있는데, 이들이 얻은 결과에 따르면 우리가 입자를 관측하여 얻은 데어터에는 입자의 진정한 특징이 반영되어 있지 않다. 이 모든 실험들은 자연의 실체를 있는 그대로 인자하는 것은 불가능하다고 주장하고 있다. 단지 우리는 관측 장비와 질문의 특성에 따라 달라지는 경험적 실체만을 인식할 수 있을 뿐이다. 이제 양자역학은 물리학에서 실험철학으로 옮아간 듯한 느낌마저 든다. ...” p.17 들어가며 에서)

 

<퀀텀 스토리 - 양자역학 100년 역사의 결정적 순간들

http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=35000923

 

장소 : 수유너머N 5층 세미나A

시간 : 2016522일 일요일 오후7- 9시 반

 

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지난 주 후기도 적어봅니다.

5/15 세미나때 여러 양자수도 정리해주시고, 쿼크와 힉스입자 항목을 잘 발제해주신 Icaros 님이 못나오셔서 아쉬웠습니다. 그래도 그 전주와 같이 6명이 모여 세미나를 합니다. 목표는 표준모형! 그런데 앞부분에 이름도 요상한 심층 비탄성 산란이 발길을 잡습니다. , 노벨상 수상자인 파인먼이나 이해한 그래프와 해석이니까 (ㅠ.ㅜ) 하고 이 장의 결론인 몇번의 우여곡절을 더 겪다가, 드디어 1973년에 쿼크는 공식적인물리적 실체로 인정받게 된다를 받아들이기로 합니다. 계속되는 장에선 SU(2), SU(3) 에 대한 이해가 부족해서, 책의 내용을 다 음미하기 어렵습니다. 그래도 GIM 메커니즘을 지나 강력과 글루온의 이론인 양자색역학도 만나봅니다.

 

그리곤 바로 표준모형의 이해를 시도합니다. (힉스입자는 안 나왔지만) 좋은 그림이 있었는데, 지금 찾아보니 http://www.cpepphysics.org/cpep_sm_large.html 개선판이 나왔네요. 표준 모형의 한계에 대해서도 같이 얘기해 봅니다. 지난 번 책에서 지적한 문제점(힉스 입자의 질량이 왜 관측된 그 값인지를 설명하지 못한다)도 다시 언급하면서.

 

그림으로 표현된 다른 참고서적으로는 뉴턴하이라이트 <소립자란 무엇인가? 쿼크부터 초끈이론까지> http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=15203923 가 있습니다. (이 책은 20122월에 나와서, 힉스입자는 없습니다.) 그래도 많은 그림과 일본 노벨 물리학상 수상자의 인터뷰가 있어 좋은 참고가 될 것입니다.

 

 

표준모형까지 다다르는 험난한 길을 따라보니, 왠지 조각보가 생각납니다. 새로운 실험결과가 나오면, 새로운 양자수를 도입하고, 이론에서 질량이 없는 입자 뿐이면 어떻게든 질량을 부여하는 매커니즘을 만들고, ... 그런데 그런 이론에서 예측된 입자가 실제로 관측이 되니, 맞는구나 하면서 다음으로 넘어가고 ... 당연히 이해하기 어렵겠지요.

이래서 (입자) 물리학자들이 더 높은 수준의 통일이론을 기대하는구나 싶기는 합니다.

 

지금은 세미나에서 잘 이해가 안되어도, 다음번 책이나 나중에 볼 책에서 더 깊은 이해를 할 단서 (적어도 어디선가 이름은 들어는 봤네라도 되겠지요? ^^) 가 되리라 여기며 세미나를 지속해 나가고 있습니다.

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