양자역학

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궤도와 엑소와 함께 속성으로 배워보는 양자역학 특강

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사이버보안 전문가들은 미국 전력망이 오래전부터 해커들의 표적이 되었다고 경고해왔다. 그러한 우려는 기우가 아니었다. 2018년 3월 미 국토안보부는 러시아 정부와 연관된 해커 그룹이 미국 전력회사들의 컴퓨터에 침입했다고 발표했다. 그중에는 해커가 송전망 하드웨어에 직접 개입한 사례도 있었다. 일반 가정에 송전을 차단할 수도 있었다는 뜻이다.

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원자는 원자핵이라는 +전하를 띈 입자와 -전하를 띄고 있는 전자로 이뤄져 있습니다. 여기서 놀라운 것은 원자 전체에서 원자핵이 차지하는 크기는 약 10만분의 1밖에 되지 않는다는 사실입니다. 전자는 더 심각해서, 이렇게 작은 원자핵보다 1,000분의 1만큼 더 작습니다.

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정보 과학이 물리학에서의 양자 효과에 의존한다는 아이디어에 기초한 연구 분야를 말한다.

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광파 자체 및 광파와 물질파의 상호 작용을 양자 역학적 관점에서 설명하는 광학 분야가 양자 광학이다.

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독일의 이론물리학자로 1932년 양자역학을 창시한 공로를 인정받아 노벨 물리학상을 수상했다. 행렬역학과 불확정성 원리를 발견하여 20세기 초 양자역학의 발전에 절대적인 공헌을 했다.

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최근 각종 첨단기술을 이야기할 때 빠지지 않는 단어가 있다. 바로 '양자'이다. 양자 정보, 양자통신, 양자 암호화 꿈의 컴퓨터라 불리는 양자 컴퓨터까지! 양자역학이 첨단기술과 만나 가져올 미래는 어떤 모습일까?

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DNA의 발견은 신의 영역이자, 생물의 설계도라 여겨지던 유전자 염기서열의 해독으로 이어졌습니다. 연필 속 흑연에서 때어낸 탄소나노튜브는 강철보다 강한 성질이 밝혀지며 미래를 이끌 신소재로 주목받고 있으며, 가까운 미래에는 체내 주입된 나노 로봇이 질병의 위치를 발견하고 치료까지 할 것으로 기대하고 있죠. 보이지 않을 뿐 그곳에 있으며 과거와 미래를 연결하는 미시세계, 양자역학입니다.

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혹시 연극 제목을 듣고 독일의 물리학자 '하이젠베르크'가 떠오르셨나요? 이 연극은 실제로 베르너 하이젠베르크가 주장한 양자역학 이론 중 하나죠, 불확정성 원리에서 아이디어를 얻어서 만든 작품입니다. 무엇인가 정확한 것, 확실한 것이 없다는 불확정성 원리 개념을 우연히 마주친 두 남녀의 관계에 적용한 셈입니다.

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퀀텀닷(quantum dot)이란 지름 수십 나노미터(㎚) 이하의 반도체 결정물질을 말한다. 특이한 전기적·광학적 성질을 지니고 있는 이 입자는 워낙 작아 양자역학적인 특성을 가진다.