이상한 나라에 온 것을 환영한다. 우리가 지닌 상식은 과연 합당할까? 우리의 두뇌는 우리 세계를 이해하는데 충분한 수준에 도달했을까? 이런 의문을 떠올리게 하는 이야기를 지금부터 시작하겠다.우리가 살고있는 현실세계. 바로 당신의 바로 주변 모든것들에 대한 이야기이다.누구나 과거를 후회한다. 지나간 사랑 지나간 너무나 소중한 순간들그리고 '과거'의 못난 자신을 책망한다.그때 조금만 더 잘해줬더라면, 조금만 더 더...하지만 후회해 봤자 지나간 과거는 바꿀 수 없다는걸 알기에 덧없이 느껴지는게 인간의 삶하지만 만약 지금 이 순간 당신의 어떤 행동이 과거를 그렇게 결정지었다고 혹은 바꿀수도 있다고 말한다면 당신은 어떤 기분이 들겠는가? 어디서 약을 파냐고 생각할지도 모르겠다.왜냐하면 누구나 상식적으로 생각해봐도 불이나서 소방차가 오지 소방차가 와서 불이 나진 않기 때문이다.네이처’(Nature Physics 25 May 2015)에 발표된 논문에서 호주대학교 연구팀은 이를 확인했다고 단언했다. 그 내용을 알아보기 전에 배경에 깔린 이야기부터 알아보도록 하자워낙 유명해서 아는 사람은 다 아는 광자의 이중슬릿 실험이다.광자를 발사해서 조그만 틈새를 통과하는 걸 관측을 하면 입자의 움직임을 보이고 관측을 안하면 파동의 형식으로 움직인다.즉, 관측을 하느냐 안하느냐에 따라서 광자가 파동이냐 입자이냐를 결정짓는다는 말이다.이것만으로도 뭔가 이상한 느낌을 받지만 관측하는 행동이 입자의 운동에 어떤 영향을 줘서 파동이 붕괴했다고 퉁치면 그렇게 까지 이상하진 않을 것이다.존 휠러(John Wheeler: 1911~2008)라는 미국 프린스턴대학의 유명한 교수가 있었다. 1978년 그는 이 실험에 아주 특별한 제안을 한다.그런데 일반 감지기와 꼬리표 부착기가 똑같이 상태를 확인한다는 점에서 같은거 아님?감지기 vs 꼬리표 부착기만일 꼬리표 부착기가 아닌 '광자감지기'를 슬릿 앞에 설치했다면 광자는 감지기를 지나는 순간부터 파동성을 완전히 포기하고 입자처럼 행동할 것이며, 이렇게 결정된 광자의 정체성은 미래에 어떤 후속조치를 취한다 해도 결코 바뀌지 않을 것이다. 그러나 감지기가 아닌 꼬리표 부착기를 사용했다면 사정은 크게 달라진다.그러나 여기 또 하나의 충격적인 실험이 아직 남아 있다. 양자지우개 실험을 조금 변형시키면 기존의 그림에서 BS1이 반사거울인데 이쪽으로 광자 한알 쏘면 빛이 통과하거나 반사 둘중 하나그러면 검출기 D1또는 D2어느 한쪽에만 검출된다. 즉 입자의 성질을 띄고있음그런데 빛이 출발하고 난 뒤에 검출기에 도착하기 직전 그림처럼 반씩 통과시키는 BS2 거울을 하나 더 설치하면 어떤일이 벌어질까?빛이 알갱이라면 첫번째 그림과 같이 D1,D2 어느쪽에서라도 발견되야겠야 정상이다.하지만 실험 결과는 오직 D2검출기에서만 단일 광자가 검출된다.이것이 의미하는 것은 무엇일까?바로 빛의 파동의 성질로 인해 간섭을 일으켜서 D1에서 위상이 상쇄어 없어지고 D1에서 파동이 합쳐져 광입자가 됐다는 의미이다.즉, 나중에 일어난 일이 빛이 파동으로 왔는지 입자로 왔는지 이미 지난 일을 결정해버리는 것이다. 이것이 의미하는 무서운 점가령 10광년 거리 스케일로 이 실험장치를 크게 확대해보자. 빛을 쏘고 난 후 먼 미래인 10년뒤 반사판의 설치 유무에 따라서 현재의 빛의 경로가 달라진다.(Anders Trascott)와 그의 대학원 학생이 레이저 격자를 만들어 절대온도 0도(섭씨 –273도)에 가까운 ‘보즈-아인슈타인 응집물질’에서 떨어지는 마지막 원자를 이용하여 휠러의 사고실험을 확인했다는 논문을 ‘네이처 물리’온라인에 발표했다.“시간이란 모든 것이 함께 일어나지 못하게 하는 것이다 1
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