양자역학 전문가 등판! 우주의 네가지힘 그리고 고양이 (박권 교수님 2부)

우주의 네가지 힘과 양자역학에 대한 설명을 위해 이론물리학자 직접 등판!
과학을 모르면 모를수록 교수님과 랩장으로 모시는,
본격 역수직 관계 토크쇼 [안될과학 랩미팅 LIVE]!
[안될과학 랩미팅 LIVE]는 매주 화요일 밤 11시에 찾아옵니다!

#양자역학 #고양이 #게이지 #힉스입자

[일어날 일은 일어난다] 도서 링크
YES24: https://url.kr/v7jdqp
교보문고: https://url.kr/aig16e
알라딘: https://url.kr/nlguqj

* 오늘의 게스트 : 이론물리학자 박권 교수님
서울대학교 물리학과 학사 졸업
뉴욕주립대 물리학 스토니브룩 석사 및 박사
칼리지파크 박사후연구원
고등과학원 교수
하버드대학교 방문교수

◆ 제작 후원 : 동아시아 출판사

◆ Thanks to
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Editor: 백승협

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Comment (194)

  1. 양자역학 확률을
    우연으로 보는
    느낌인데요..철학적
    관점 같아요..ㅎ
    확률과 우연을
    같이보면 교통사고도
    필연적 운명이 되고
    조심할 이유도
    노력도 필요없게
    되고요.
    하지만 확률을 우연과
    다르게 보면
    교통사고에 대비해
    안전운전하면
    사고날 확률이
    적어지고 안날수도
    있고요.
    자신에 운명을
    바꿀수 있고요.
    양자컴퓨터가
    우연히 만들어
    지나요.
    그냥..제 개인적 느낌
    입니다.

  2. 항상 잘보고 있습니다. 우리가 보통 접하던 수준보다 더 깊이 있는 내용이 너무 좋았습니다. 물리의 언어는 수학이라고 생각하는데 게이지 부분을 사람의 언어로 표현하려니 정확한 감이 안오네요. 기회되시면 양자역학 특집(!)으로 해서 약간의(?) 수학이 곁들여진 좀 더 깊이 있는 편도 있으면 좋을 것 같습니다. 평소의 안될 과학과는 조금 다르겠지만 특집은 조금 특별해도 되니까요!ㅋ

  3. 거울이 깨지면 두 고양이 중 현실의 고양이를 알게되어 구분할 수 있고, 결국 그 과정에서 광자가 나온다고 하셨는데 그게 힘이라면 존재하는 4가지 힘을 고양이가 둘다 현실인지, 앞이 현실, 뒤의 빛나던 고양이가 현실, 둘다 현실이 아닌 것 4가지의 경우의 수로 보아 4가지 힘이 존재하게 된 것인지 궁금합니다. 라고 쓰고있지만 점점 제가 뭘 적어내려가는지 헷갈리네요..

  4. 다들 힉스입자 관련된 영상을 바라는것 같은데 이럴거면 진짜 제대로 설명해주시면 안될까요? 저도 너무 궁금하네요.

  5. 아휴~ 최고 수준의 과학자들이 나쁜 마음 먹고
    전 인류를 상대로 사기를 치면….
    황우석 박사 사기를 왜 과학계에서조차 걸러내지 못했는지
    이 영상을 보니 알 거 같네요!!
    뭔 소리여 ㅠ.ㅠ 너무 어려워 ;;;;
    내가 1도 이해를 못하고 있다는 사실 만큼은 완벽한 진실이다 ㅠ.ㅠ

  6. 저 가운데 여성분은 도대체 왜 있는거에요????? 21세기에 여성 앵커/아나운서 들러리로 내세우는 것에 비판 여론이 나온 것처럼 그냥 화면 상 좋으라고 세우는 거면 차라리 빼는 게 나을 듯합니다. 역할도 없고, 그냥 추임새만 넣는 정도인데 왜 있는 건지….??

  7. 0. 빛이 존재하는 이유는 모 존재가 "빛이 있으라"고 해서… 응?

    1. 괭이가 거울에 접근을 못 하게 하는 게 핵심인가요?

    2. 박 권 교수님의 권이 책이 아니길…

  8. 오늘 영상 보고 느낀건,
    안될과학에서 인사할 시간이 많다고 느끼는건 이미 정해져 있었단 것과, 영상을 보는 내내 시간이 순삭되는 것은 일어날 수 밖에 없었던 일이었단 점.
    시간이 매번 순삭됨에도 항상 안될과학을 봐야 되는 근본적인 이유를 찾는게 우리 구독자의 존재 이유란 점을 알고 갑니다.
    무슨 말인지 잘 모르시겠다구요? 네, 그렇습니다… 궤소리 입니다.

  9. 100번 보면 조금 이해하겠네.. 그래도 좋은 거 건졌음 ‘우연과 필연의 만남은 운명이다’ 연애 때 써 먹어야지. ㅋㅋ

  10. 마주보고 있는데 방향은 상관없지만 우리가 뭔가 주고받고 그래서 힘이 생기는데 이유는 설명할 수 없다는 설명이네.

    대칭이 깨지면서 힘이 나온다 이런건가?

  11. 뭔가 우주탄생의 비밀을 들은거 같다..파동 확률속에서 힘과 질량이 발생하다니…책을 보고 좀더 느낌이 올수있다면 좋겠다

  12. 고양이 내용보니 물질과 반물질의 비대칭성이 일어난 시기때를 설명하는거 같은데 제가 이해한게 맞나요?

    고양이(물질)과 거울속 고양이(반물질) 물질이든 반물질이든 구분을 할 수 없는데 만나면 광자가 나온다
    하지만 우연과 필연의 조화로 물질만이 남게되서 지금의 4대힘이 존재하게됬다. 물질만이 남게 될때 중요역활을 한게 힉스입자다 이런거같은데 이해한게 맞을까요?
    결국 물질과 반물질의 비대칭을 만들어 현재 우주가 존재되는게 우연인지 필연인진 모르지만 절묘한 조화로 만들어졌다.

  13. 미세조정…
    우주의 모든 조건과 힘이 어찌 이리 딱 맞아서 우리가 존재하고 있을까요?
    현재 우리가 존재하는게 이렇게 만들어진 조건에 맞추다 보니 만들어진건지
    아니면 우리를 만들기 위해 우주가 조건에 딱 맞춰 만들어 진건 아닌지..
    아는게 없으니 답답할 따름입니다만, 우리가 지금 이걸 얘기하면서 논할수 있다는거 자체가
    기적이라는건 확실 합니다.

  14. 빅뱅때문에 일시적으로 충격으로 힘이라고 보기보다는 시공간을 뒤흔드는 파동이라고 바야 되지 않을까
    중력이 없어지면 우주 인플레도 없어지고 결국 우주는 종말을 맞이 할것같은데

  15. 실제 물리적으로 표현되는 현상(확률)은 복소수 크기의 제곱값이므로, 복소수 크기만 같다면 위상이 달라져도 물리적 현상에는 영향이 없어야 하며 그 달라진 위상을 상쇄시켜주는게 빛(광자)임. 즉, "광자 = 위상제거 로봇" 이라고 보면 되는거죠

  16. 슈뢰딩거는 양자역학에 굉장한 거부감이 있지 않았나요??

    개인적으론..(제가 무슨 의미 있는 사람이겠냐만은..개인적으론)하이젠베르크의 행렬역학이 양자역학의 의미에 더 적합한게 아닌지 싶습니다. 펜로즈의 의견은 그게 아니었지만서도(펜로즈님이 말하시는 우리 뇌속의 양자역학에 관한 개념도 저는 개인적으론…개인적으론…믿기 힘든지라..)

  17. 어릴적에 미분적분을 참 못했었다.
    삼촌 나 수학 가르쳐주는데 난 항상 "왜 그렇게 돼? 하고 물었던거 같다.
    지금도 그렇다.
    양자물리학을 보면 "왜?" 가 먼저 떠오른다.

  18. 본인 이해가 정확히 막힌 부분:
    1.고양이와 거울속 고양이를 구분할 수 없을 때 공(광자)이 나와야한다. -> 왜 나와야 하는지 이해가 안감
    2.근데 광자는 질량이 없어서 보여지는 현상과 다르기때문에 질량이 있는 공(힘)이 나와야 하고,
    그럴러면 고양이가 진짜인지 구분할 수 있어야 하기때문에 거울(게이지)이 깨져야 말이된다.-> 본인 머리깨짐 ㅅㄱ

  19. 그러면 답이 나왔네 그 힉스입자가 무계를 가진다는 것은 그 마두침에서 중력이 입자에 스며든 겁니다 우린 중력을 그래서 찾지 못하는 것일 겁니다 중력은 어디나 작용하고 어떤 원소나 입자에도 융화되버렷기 때문에 우린 있지만 보지 못한 겁니다

  20. 좀더 쉽게 이야기 한다면 고양이가 만나서 유리가 꺠지고 힉스입자가 생길때 중력이라는 공간이 열린것이고 열린뒤 힉스입자가 생겻다 다시 사라지는건 다시 중력이 그 공간을 메워 버린 것입니다 결국 중력은 어디나 존재한다 그것의 무계나 형태 원소는알수 없다 작용은 이뤄진다 라고 보임 그것을 벌릴 수 있다면 잡아 둔다면 우리가 말하는 차원이겟지요

  21. 저분이 정말 게이지 이론을 잘 이해하고 저렇게 설명하는 것인지 의문이 든다.
    게이지라는 것이 다이얼(시계)가 아니라, 측정하는 자( cm 자)를 뜻한다. 산의 높이를 보자. 에베레스트는 8849m, 백두산은 2744m, 한라산은 1950m다. 이것은 해수면을 기준으로한다. 어떤 사람은 백두산을 기준으로 에베레스트는 6105m, 백두산은 0m, 한라산은 -794m라고 주장할 수 있다. 어떤 기준을 해도 에베레스트 > 백두산 > 한라산 이라는 높이 차이는 변함이 없다. 여기서 기준을 바꾸는 것을 게이지 변환이라고 하고, 각산의 높이차가 변함이 없는 것을 게이지 불변성이라고 한다. 또다른 예로, 고등학교때 위치에너지는 PE(y) = mgy로 배운다. 위치에너지를 A라는 사람은 책상을 기준으로 측정했고, B라는 사람은 바닥을 기준으로 측정하면 둘사이 위치에너지 측정값은 항상 mgh 라는 책상 높이 h만큼 차이를 보인다. 하지만 A와 B는 똑같이 힘은 위치에너지를 미분한 값인 F= mg 라고 한다. 전기장과 자기장을 포텐셜의 미분한 값으로 표현된다. 그런데 슈레딩거 방정식에서는 전자의 파동함수가 전자기장과 직접와 연결되지 않고, 포텐셜과 연결된다. 그럼 f(x) = x**2 와 g(x)= x**2+ 10이 똑같인 2x라는 미분함수(전자기장)를 주지만, 포텐셜은 상수 10만큼 차이가 있다. 포텐셜에 10만큼 더해도, 전자기장은 똑같다 (미분값이니까). 슈레딩거 방정식은 포텐셜이 10만큼 더해지면, 파동함수가 게이지 변환 10에 해당하는 만큼 위상을 반대로 얻게해서, 슈레딩거 방정식은 불변하게 만든다.

    게이지 이론의 기본 아이디어는 다음과 같다.
    1. 전자기력의 경우 슈레딩거 방정식에서 상호작용을 고전역학으로 부터 이미 알고 있음. 포텐셜을 게이지 변환하면 (더함), 파동함수가 반대로 (뺌) 위상을 얻어 슈레딩거 방정식이 불변하도록함.
    2. 강력과 약력의 게이지 이론의 경우 경우 순서 (슈레딩거 방정식 상호작용 –> 게이지 위상변환 )를 바꾼다. 양자방정식이 파동함수 위상변화 (게이지 변환)에 대해 불변하도록 하는 상호작용 찾아낸다. 그 상호작용이 강력과 약력으로 나타난다.

  22. 두개의 입자가 만날때 일정한 힘을 주고 받는다. 
    즉 두 입자간의 무한한 교차 현상이 일어 난다.
    두 입자간의 무한한 교차현상은 두 입자가 가지고 있는 위치에너지와 운동에너지의 변화를 대칭적으로 일으키며. 
    위치에너지와 운동에너지의 합이 줄어 들때 빛이 나온다.
    왜 빛에 나오는지 자연적현상이고 해석이 필요하다.. 
    (생각해봤는데, 입자를 구성하는 더 작은 (빛의 질량 크기의) 입자가, 순간적으로 증가한 운동에너지로부터 빛의 속도에 도달하면 빛으로 나오는 것이 아닌가..?)
    하지만 에너지가 빛의 형태로 발생될때 두 입자간의 교차 거리는 점점 줄어 들 것이고
    빛의 무게만큼 두 입자의 총질량은 줄어든다.

    다시 말해 두 입자가 만날때 운동에너지는 점점 증가 하다가 다시 멀어 지면 위치에너지가 증가하며 
    다시 임계지점에서 서로 당기기때문에 위치에너지는 줄고 운동에너지는 다시 증가한다. 
    동시에 빛이 나온다.
    그리고 두 입자간의 위치가 무한이 바뀌기 때문에 두 입자는 같은 입자로 봐도 무관하다.
    이것을 가지고 "게이지대칭성"을 이해 하기위해선 일정한 간격을 두고 대칭적으로 무한히 교차하는 두입자를 생각 하면 쉬울듯 하다.
    그리고 두 입자의 무한 교차로 대칭적 변화 에너지(운동, 위치에너지) 방출 에너지(빛에너지)가 있다 라고 생각 하면 쉬울 듯하다.

    게이지가 깨졌다는 의미는 두입자가 합쳐진 상태고, 두 입자간의 무한한 교차상태가 일어 나지 않고, 무한한 교차상태로부터 발생되는 운동에너지와 위치에너지의 변화는 더이상 없다. 더이상 빛도 발생하지 않는다. 단지 빛으로 환원된 질량값은 첫 두입자의 무게와 최종적으로 생긴 합처진 입자의 무게의 차이로 알 수있을 것이다.

    즉 질량이 줄어든 만큼, 빛으로 환원된만큼 두 입자간 강력이 생기게된다. 고 생각한다.

    양자역학, 통계열역학 공부한정도로는 이렇게 밖에 이해가 안간다.

    만약 입자간 위치 변화가 없다면, 두입자를 동일하게 볼 수도 없다고, 게이지대칭성도 설명 할 수 없다..
    그런데 입자간 위치 변화가 있다면, 내가 이해 한가 근접 하다고 생각 한다.

  23. 리차드 파인만은 "이 세상에는 양자역학을 이해하는 사람 한 사람도 없다. 그러니까 이해 안된다고 불평하지 말고 계산하라"고 했는데, 양자역학을 수학없이 이해하려는 인류 최초(?)의 위대한 시도입니다.

  24. 김상욱 교수의 양자공부를 읽어봤지만, … 양자역학이 코미디인줄 오늘에서야 알았네..ㅋ.. 진짜 이해 안되는게, 어이없게 웃김…ㅋㅋㅋㅋ

  25. 정통파 주류 과학자분도 '신박하다' 라는 단어를 아무런 거부감없이 자연스럽게 사용하는구나 .
    새삼 WOW 의 위엄을 느낀다.

  26. 와 안될과학 역대 최고로 이해가 안되는데 개꿀잼이네. 왜지…? (박권 교수님 나중에 한번 더 나와주셨음 좋겠어요. 궤도님이랑 캐미 굿 👍🏻)

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