원자유령을 추적하는 수상한 물리 교실

원자 유령을 추적하는 수상한 물리 교실 ㅣ 재미있게 제대로 시리즈 22
스테파노 산드렐리 지음, 일라리아 파치올리 그림, 황지민 옮김, 김상욱 추천 / 길벗어린이 / 2014년 9월

원자유령을 추적하는 수상한 물리교실은 천체물리학자인 카밀라 이모와 친구들 그리고 두 조카 안나와 루카의 시끌벅적한 일상의 사건 속에서 물리이야기를  풀어줍니다. 여러 물리학자들와의 대화 속에서 안나와 루카가 마치 독자들의 마음을 안다는 듯이 궁금한 점을 콕콕 질문하고 대답을 구하면서 이해를 돕습니다.

이 세상의 모든 물질들을 원자로 이루어져 있지요.
원자의 크기가 궁금해집니다.
작은 모래 알갱이 하나에 대략 4000억 곱하기 1억개의 원자가 들어 있다니 얼마나 작은걸까요.
몸무게가 70킬로그램이 나가는 사람은 대략 7천억 곱하기 1억 곱하기 1억개의 원자로 이루어져 있다고 합니다.그런데 이 작은 원자는 다시 핵과 전자로 나눌 수 있는데 놀랍게도 핵과 전자 사이에는 아무것도 없다고 합니다. 7000억의 억의 억개의 원자로 구성된 사람의 안이 비었다니 안나와 루카의 놀라움이 공감이 됩니다.
결국 이 세상은 그저 빈공간에 지나지 않는걸까요?
갑자기 물리학이 철학적으로 느껴지기도 합니다.

빛은 빠르고 따뜻하고 밝고 희망을 상징하는 막연한 이미지를 갖고 있었는데 빛의 물리학은 생소하면서 신기하게 느껴집니다. 빛은 파동이면서 입자의 두 성질을 지녔다고 합니다. 어떤 때는 파동처럼 행동하고 어떤 때는 입자처럼 행동해서 둘 중의 하나라고 확실히 결정할 수 없다고 해요.
이 중에서 광양자 실험이 인상적이었어요. 건물의 열려진 창문으로 무작위로 공을 던지면 창문너머로만 공이 떨어지겠지요.창문이 두개일 때도 마찬가지이고요.
광양자도 창이 하나일때는 공과 같이 행동하지만 창이 두개 일때는 절대 닿을 수 없는 곳에 이른다고 합니다.광양자는 두 개로 나뉘지 않기 때문에 두 개의 구멍을 동시에 통과할 수가 없지요. 두 개로 나뉘지 않은 채 다른 쪽 구멍의 상태를 고려하면서 한 구멍을 통과한다고 합니다. 마치 갈 수 있는 모든 길을 따져보고 행동하는 것처럼요. 인터넷에서 관련 영상을 보았는데 학자들이 광양자가 실제로 어떤 틈새를 통과하는지 관찰하였더니 광양자는 다시 공처럼 행동했다고 해요. 관찰하는 행위 자체가 한 틈새만 통과하도록 합니다. 자기가 관찰을 당하는 걸 알고 있다는 듯 다르게 행동을 한다니 신기하면서도 신비한 세계라는 생각이 듭니다.

과학하면 정확하고 명료하다라는 인식이 있는데 중첩 현상, 언제나 불확실한 측정, 불확정성의원리, 확률 등 양자물리학을 이해하는 길은 멀고도 멀어 보이지만 스마트폰, 컴퓨터 등 우리의 일상에 꼭 필요한 분야에까지 중요한 영향을 미친다니 더 관심갖고 봐야할 것 같습니다.
우리가 알고 있는 모든 규칙을 버리기!라는 팁을 기억두면 좋겠어요.

책을 쭈욱 읽어내려갈 때는 알것도 같다가 책을 덮고 나면 또 알쏭달쏭하지만 물리의 세계로 가까이 갈 수 있도록 도와주는 책, 물리에 관심이 있는 초고이상의 아이라면 입문용으로 좋을 듯 합니다.