<세상에서 가장 쉬운 과학수업-양자광학> 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학,

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자광학 - 빛의 입자설과 파동설부터 양자컴퓨터까지 ㅣ 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 16
정완상 지음 / 성림원북스 / 2025년 7월

블로그에서 꾸준히 소개하고 있는 <세상에서 가장 쉬운 과학 수업>시리즈가 점점 끝을 향해 달려가고 있다. 이번에 15권 피블스의 우주 팽창이론 그리고 16권 글라우버의 양자광학에 대한 책까지 출간되어서 이제 4권의 책만 남아 있는 상황이다. 뭔가 아쉽기도 하고 원래 예정되었던 20권 시리즈가 완성되어가는 과정이 대단하게 느껴지기도 한다.
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이제 독자의 수준이 높아졌으니 수식을 피하지 말고 천재 과학자들의 오리지널 논문에 도전해 보길 바란다

16번째 책 <세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자광학>은 AI가 급속도로 발전하고 있는 현재 가장 주목받는 과학 원리 중 하나에 대해 다루고 있다. 수능 국어 대비 단골 출제 지문인 빛이 입자냐 파동이냐 하는 논쟁부터 시작하여 아인슈타인의 유도방출이론과 레이저, 광섬유의 발견과 광통신, 양자광학의 탄생과 양자광 기술 등에 대해 이야기한다. 

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자광학>에서 다루고 있는 세 개의 논문은 제인스-커밍스 모형 논문, 글라우버의 결맞는 상태 논문, 펜드리의 투명 망토 논문이다. 가장 먼저 제인스-커밍스 논문이 나오기까지의 과학자들의 역사를 소개하는데 고등학생들은 익숙한 내용도 많을 것이다. 빛의 입자설과 파동설의 논쟁은 너무 유명한 나머지 문과인 학생들도 알고 있는 경우가 많고, 광통신의 역사, 레이저의 발명에 얽힌 이야기도 꽤 알려져 있다. 

그러나 이 책은 많은 과학 교양서들이 하는 것처럼 이론을 단순화 시켜 설명하는 데에 그치지 않고, 과학 원리 이해해 필요한 도식, 수식 등을 함께 보여준다. 중고등학교 수준에서 또는 일반 성인들이 노력하고자 하면 수식을 이해하고 써 보면서 최대한 '노벨상 수상자들의 논문'을 이해할 수 있도록 발디딤대를 마련해주는 것이 특징이다.

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자광학>의 서문 뒤에는 2018년 광학 핀셋으로 노벨 물리학상을 수상한 애슈킨 박사님의 인터뷰가 나와 있어 과학도를 꿈꾸는 수많은 이들을 두근거리가 한다. 인터뷰는 양자광학의 창시자 글라우버의 논문에 대해 이야기를 나누는 내용이다. 양자광의 의미와 함께 글라우버가 연구한 '반응집성'에 대해 설명한다.

광자의 반응집성(Photon antibunching)

 : 광원에서 방출될 때 개별 광자가 일시적으로 분리되는 양자역학적 현상. 

글라우버의 논문은 레이저를 이용한 냉각기술로 원자를 냉각시켜 원자 시계를 만들 수 있는 기술을 만드는 혁명을 일으켰고, 빛의 반응집성은 전송 오류와 보안 위반을 줄여 양자암호화 프로토콜의 보안을 강화할 수 있다고 한다. 

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자광학>에서는 고전 광학부터 시작하여 레이저의 탄생, 광통신의 역사 등을 쭉 따라가면서 양자 광학의 탄생 과정과 결맞는 상태의 의미, 양자광 기술을 살펴볼 수 있다. 마지막으로 노벨상 수상자들의 원본 논문까지 읽어 보면서 양자광학의 원리에 대해 조금이나마 이해해 볼 수 있다.