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2011년 10월 20권 10호

표지설명

중시계의 양자 결맞음과 상관효과 / 표지는 전자의 간섭현상을 측정하기 위한 전자간섭계의 전자현미경 사진이다. 전자의 양자역학적 특성 중 하나인 파동성을 관측하기 위하여 반도체를 이용하여 만든 전자간섭계(Young의 슬릿 형). GaAs/AlGaAs 이종접합구조 위에 그림에서와 같이 금속게이트(밝은 색 부분)를 증착하여 다양한 기능을 가지는 양자소자를 제작할 수 있다. 그림은 이중 슬릿 경로 내에 양자점을 삽입하여 양자점을 통과하는 전자의 위상을 관측하기 위한 장치이다. 회색으로 나타난 부분은 전자의 길을 제어할 수 있는 게이트 전극이며, 밝게 표시된 부분은 공중에 띄운 게이트로서, 여기에 음의 전압을 가하면 전자의 길이 쉽게 두 갈래로 갈라진다(아래 삽화의 빨간색 장애물과 동일한 역할을 한다)[부산대 정윤철 교수 제공]. 아래는 양자세계에서의 스키에 대한 삽화로 양자간섭 및 상보성(complementarity)의 기묘함을 잘 나타낸다. 한 사람이 도저히 동시에 갈 수 없는 두 갈래의 길에 스키자국이 선명하게 나는 일은 물론 현실세계에서는 일어나지 않는다. 그러나 양자 세계에서 보이는 이러한 기이함은 양자역학이 갖는 근본적으로 기이한 특성에 대한 핵심적인 질문이며, 결국 반사실성(그림의 스키자국은 사실적이지 않다!), 그리고/또는 비국소성 (nonlocality)에 대한 질문으로 귀착된다[그림은 C. Addams 원작으로, The New Yorker Magazine (1940) 에 실린 삽화의 아이디어를 그대로 따서 전남대학교 물리학과 박사과정의 기영석 씨가 다시 그렸다].

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