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답변완료

빛이 입자(질량0)이면서 파동이라는데 그 점이 잘 상상이 되지 않습니다. 우선 질량이 0이라는 사실이 잘 이해가 되지 않고 빛이 정확하게 입자인가 파동인가에 대해 정확하게 규정할 수 없다는 사실이 잘 머리속에서 규정되지 않습니다. 빛이 정확히 무엇인가요?? 혹시 저희는 시공간 4차원의 세계에서 살고있기 때문에 빛에 대해 정확히 정의할 수 없는 한계점이 있는 건가요?? 그렇다면 더 높은 차원의 세계에서 본다면 빛의 본질에 대해 정확하게 알 수 있는 건아요?? 그리고 물리량이 0인 광자로 미루어볼 때 \'마이너스 물리량\'도 존재할 수 있는 것인가요? 예를들어서 마이너스 물리량을 가진 속력은 우리 눈에는 움직이지 않는 것처럼 보이지만 우리가 인지하지 못하고 있는 다른 방향으로 끊임없이 움직이고 있기 때문에 우리는 그 물체를 움직이기에 더 큰 힘이 들거나 이런 경우가 있을 수가 있나요?? 또 우리가 시공간 4차원이라고 인식하고 있는 이 공간에서 또 다른 방향을 찾아내기 위해서는 어떻게 해야하나요? 또는 그 방향에서의 움직임이 우리가 인식하고 있는 시공간에 직접적인 영향을 주나요??

답변내용
빛의 성질은 파동 혹은 입자 중 어떤 하나로 규정할 수 없습니다. 관찰하는 현상에 따라 어느 한쪽의 성질이 드러나기 때문에, 이를 ‘빛의 이중성’이라고 부르는 것입니다. 회절현상이나 간섭현상에서는 파동성이 나타나며, 광전효과나 컴프톤 산란에서는 입자성이 나타납니다. 사람은 거시적인 현상에 익숙하기 때문에 이와 같은 개념을 받아들이기 어려운 점이 있지만, 현대물리학에서는 빛의 본질을 어느 한쪽의 성질로 규정하지 않습니다. 이는 차원의 문제와는 별개입니다. 마이너스 질량의 입자는 수학적으로 상상할 수는 있겠지만, 물리적으로 큰 의미는 없습니다. 입자물리학의 역사에서 여러 입자들이 가정된 이유는, 그러한 입자를 도입할 때 설명할 수 있는 현상이 있거나 이론적 개연성이 있었기 때문입니다. 마이너스 질량이 존재해야만 설명할 수 있는 현상이 현재까지 알려진 바 없고 이론적으로 가정해야 하는 특별한 이유가 없는 이상, 그 존재를 가정해야하는 개연성은 낮다고 볼 수 있습니다.
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