이중슬릿 실험 질문

작성자
6기
강신민
작성일
2022-10-25 00:06
조회
724
오늘 방송 너무 재미있게 봤습니다.

관련해서 궁금한 부분이 있어 질문 드립니다.

전자로 하는 이중슬릿 실험에서 간섭무늬가 나올 때 전자의 발사 간격도 영향을 주나요?

예를 들어 전자를 1초 간격으로 쏠 때와 1년 간격으로 쏠 때 만들어지는 무늬는 같은가요? 아니면 다른가요?

제가 이해하기 힘들어도 상관없으니 수식으로 설명해 주셔도 괜찮습니다.

 
전체 2

  • 2022-11-23 14:04

    아래는 이진형 교수님의 답변입니다.

    질문에 대한 간단한 답변은 다음과 같습니다.
    “기본적으로 양자 효과(특히 양자 중첩이나 간섭)에 기인한 간섭 무늬는 시간 간격과 무관하게 드러납니다.”
    하지만, 좀더 정확하게는 시간 간격에 의존합니다.
    이유는 전자는 전하를 띠고 있기 때문에 서로 가까이 있다면 상호작용을 할 수 있기 때문입니다. 서로 얼마나 멀리 떨어져 있느냐에 따라,
    전자 간 상호작용이 양자 효과에 영향을 끼칠 수 있습니다.
    상호작용이 충분히 큰 상황에서,
    간섭 무늬가 상호작용 효과인지 양자 효과인지 검증하기 어렵게 됩니다.
    그래서, 전자를 방출하고 스크린에서 검출되는 동안, 1개 전자만 있도록 하는 것이 필요합니다.
    이렇게 함으로써, 간섭 무늬가 생긴다면 이는 양자 효과가 원인이라고 판단할 수 있습니다.

    모든 학문이 그렇지만, 물리학도 항상 근본 원인을 찾으려고 노력합니다.
    있을 수 있는 다양한 요소를 (가급적) 하나씩 고려해서 어떤 요소가 주요 요인이 되는지 파악하려고 합니다.
    양자 간섭을 검증하려는 경우, 시간 간격은 매우 중요한 요소입니다.
    양자 효과(또는 양자 간섭)를 확인 또는 검증하기 위한 실험이라면,
    전자를 방출하고 스크린에서 검출하는 동안, 전자 1개만 있어야 검증이 가능합니다.
    따라서 그렇게 하기 위한 시간 간격이 필수입니다.


    • 2022-11-23 23:09

      오늘 발송 잘 봤습니다.
      정성스러운 답변도 고맙습니다.^^