궁금했어, 양자 역학

궁금했어, 양자 역학 ㅣ 사이언스 틴스 8
송은영 지음, 주노 그림 / 나무생각 / 2022년 1월

무한하고 광활한 양자의 세계!

양자 역학의 발견과 역사를 살펴보고

양자 역학이 바꿀 더 나은 미래를 꿈꾼다

양자론을 발견한 사람은 누구일까요?

양자 역학은 생소하고 과학 전공자에게도 다소 어려운 이론인만큼,

다른 이론과 달리 많은 천재 물리학자들이 두루 힘을 보태 발견한 것이라고 합니다.

양자론을 발견하고 양자 역학이 수립되는 데 큰 공을 세운 대표적인 물리학자로는

막스 플랑크, 닐스 보어,, 베르너 하이젠베르크, 에르빈 슈뢰딩거 등이 있습니다.

이번 <궁금했어, 양자 역학> 책을 통해서 

'양자'라는 개념을 처음 알아낸 막스 플랑크에서부터 양자 역학의 탄생까지

과학자들의 생각과 연구 과정을 따라가면서 양자 역학이 무엇인지 알아보아요.

양자 역학은 19세기 말 독일에서 강한 나라를 만들기 위해 우수한 철이 필요했는데,

우수한 철을 대량으로 생산하려면 온도를 정확히 측정해야 했습니다.

수은 온도계를 사용할 수 없는 상황에서 물리공학연구소의 과학자들은

빛을 측정해 용광로의 온도를 재는 방법을 발견했습니다.

이후 과학자들은 빛의 파장과 온도 사이의 관계를 연구했고, 이 과정에서 막스 플랑크가

에너지가 아주 작은 덩어리일 수 있다고 생각한 것이 바로 '양자'입니다.

플랑크의 이 발견으로 에너지가 연속적인 특성을 지닌 물리량이라는 통념이 깨지고,

'양자론'이라고 하는 물리학의 새 시대를 열게 되었는데, 이후 알베르트 아인슈타인이 

광전 효과에 대한 이론을 발표하면서 고전 물리학을 넘어서게 됩니다.

금속에 빛을 쪼이면 전자가 튀어나오는데, 그렇다고 빛을 쪼인다고 전자가 매번

튀어나오는 게 아니라는 것이 문제였습니다. 파장이 긴 빛을 쪼이면 전자가 튀어나오지

않았기 때문인데요. 물리학자들은 고민에 빠지게 되고 결국 양자의 세상에서는

빛이 입자일 수도, 파동일 수도 있다는 결론을 내리게 됩니다.

이러한 특성을 '빛의 이중성'이라고 하는데, 광전 효과 법칙을 발견하고 양자론 발전을 이끈

아인슈타인은 1921년도 노벨 물리학상을 받으면서 20세기 현대물리학에 큰 업적을 남깁니다.

처음 생겨난 지 100년밖에 안 된 학문이지만, 양자 역학이 현대사회에 끼치는 영향은

정말 대단합니다. 반도체, 컴퓨터, 생명 공학, 우주 공학 등 

이미 우리 실생활에 쓰이는 기술의 바탕을 이루고 있으니까요~

병원에 가면 만날 수 있는 CT와 MRI 등도 양자론의 원리를 바탕으로 만들어진 의료 기기로

이것으로 우리 인체의 질병을 빠르고 정확하게 진단하고 치료할 수 있는 것입니다.

전자 공학은 말할 것 없고, 화학과 생물학에도 양자론을 적용한 양자 화확과 양자 생물학이

최첨단 연구 분야로 떠오르고 있고, 다른 학문에도 양자론이 빠르게 퍼져 나갈 것이라고 하니

앞으로 양자론이 일상에서 만나는 기술로 구현된 세상의 모습이 더 기대됩니다.

[출판사로부터 도서 협찬을 받았고 본인의 주관적인 견해에 의하여 작성함]