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한국광학회지

광자쌍의 비국소적 상관관계와 빛의 진공상태

홍정기, 김태수

Published Mar 1, 1994• 0 citations
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Abstract

자발적 매개하향변환과정에서 발생되는 광자쌍의 상관관계에 관한 실험을 소개하고 관찰된 결과를 분석하는 과정에서 양자광학에 대한 이해를 깊이한다. 고전적인 파동광학이나 나아가서 국소적 현실성에 입각한 어떠한 이론으로도 설명할 수 없는 이러한 상관관계가 나타나는 데에는 빛의 진공상태가 중요한 역할을 한다는 것을 보인다.

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빛의 세기 및 위상 요동에 나타나는 진공 효과

노재우, 김기식

빛의 입자ㆍ파동 이중성을 수용하는 양자 광학은 때때로 파동성에만 바탕을 둔 고전 광학과 상이한 결과를 보여준다. 본 논문에서는 빛이 빛살 가르개를 통과하면서 그 세기와 위상에 대한 요동이 어떻게 변화하는가를 고찰하고 고전 이론과 양자 이론이 보이는 차이점을 기술하였다. 측정 가능량을 나타내는 세가지 연산자를 통하여 고전 이론과는 달리 양자 이론에서는 빛살 가르개를 통과한 후 빛의 세기와 위상에 대한 불확실도가 증가함을 보이고 이를 진공 요동에 의한 효과로 정량적으로 분석하였다. 한편 진공 효과를 배제하는 과정으로서 정규 차례를 도입하고, 이러한 정규 차례를 따르는 연산자에 대한 기대치는 고전적 파동 이론의 결과와 일치함을 보임으로써 고전적 파동 이론과의 대응성을 추구하였다. 또한 이러한 결과로부터 진공 효과를 포함하는 실제의 측정 위상과 고전 이론에 대응하는 추측 위상의 구분 및 그 관계를 보였다.

한국광학회지•Sep 1, 1996•0 citations

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베르그송은 당대의 과학적 결과를 끊임없이 참조했으며, 뛰어난 분석력을 바탕으로 이를 자신의 사유 속에서 오랜 시간 응축시켜낸 놀라운 통찰력을 우리에게 제시했다. 물론 이것은 베르그송에게만 해당되는 사실은 아니다. 칸트의 비판철학은 뉴턴의 고전역학을 경이롭게 바라본 철학자가 제시하는 놀라운 사색의 결과물로서, 그의 철학은 과학적 결과를 어떻게 성공적으로 수용할 것인가를 보여준 좋은 선례이기도 하다. 그렇다면 우리는 그 반대 방향에 대해서도 물을 수 있을 것이다. 즉, 과학이 철학적 결과를 수용한다면 어떤 모습일까? 본 논의는 이러한 질문을 베르그송의 사유에 대해 제기하고, 양자역학의 개념을 베르그송의 사유 속에서 이해하려는 시도를 담고 있다. 본 논의는 제기된 질문을 두 가지 방향에서 살펴보고자 한다. 첫째, 베르그송이 자신의 사유를 전개했을 당시의 시대상과 새로운 과학이 태동하여 전개되는 시기의 시대상을 역사적으로 조망하고자 한다. 이를 통해 우리는 베르그송은 자신이 직면한 시대적 한계와의 대결을 통해 새로운 형이상학을 전개하였을 뿐만 아니라, 그의 사유는 새로운 과학이 출현하는 시기와 맞물려 있음을 확인할 수 있을 것이다. 둘째, 과학적 시도의 한계를 단적으로 보여주는 예로서, 양자역학에 등장한 이원론 문제를 살펴보려고 한다. 이원론은 양자역학의 형성과정에서 주조된 개념인 ‘입자－파동 이중성’ 문제 그리고 ‘불확정성의 원리’에서 정형화되었는데, 우리는 이러한 개념이 베르그송의 사유와 매우 유사하다는 것을 드러내고자 한다.

코기토•Aug 1, 2011•0 citations

매개하향변환 과정에서 발생하는 광자쌍의 상관관계에 따른 동시계수 측정

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자발적인 매개하향변환과정에서 발생하는 광자쌍을 이용하여, 광학계내의 광손실에 따른 상관관계의 감소가 단일광자계수와 두 광자 동시계수에 미치는 영향을 조사하였다. 두 검출기 앞에 얇은 유리판을 설치하고 유리판의 편광에 따른 투과율을 변화시켜 두 광자들간의 상관관계를 인위적으로 조절하였다. 상관관계의 정도에 따라 측정된 단일광자계수는 광자를 측정하는 검출기 앞에 놓인 유리판의 투과율에 비례하는 반면에, 두 광지 동시계수는 두 검출기 앞에 놓인 두 유리판의 투과율의 곱에 비례하였다.

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두 검출기를 이용하여 매개하향변환과정에서 발생하는 광자쌍을 동시계수할 때 배경 및 잡광이 동시계수에 미치는 영향을 조사하였다. 열광원에서 나온 광자들이 광자쌍과 함께 입사할 때 측정장치 내에서 분해시간에 의해 이러한 잡광을 효과적으로 제거하기 때문에 광자쌍의 동시계수에는 전혀 영향을 미치지 않았다. 이러한 얽힘 상태의 광원과 동시계수 측정방법은 시호광의 손실이나 잡광의 영향을 최소화하는 정보처리와 전송 및 통신체계의 효과적으로 이용될 수 있다.

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한국광학회지•Aug 1, 2003•0 citations

양자물리학이 국제정치에 던지는 메시지 :웬트의 양자역학과 양자의식가설 논의를 넘어

양준희

본 논문은 웬트의 양자역학에 대한 연구를 높이 평가함과 동시에 그 한계를 논하고 있다. 특히 웬트의 양자역학에 대한 설명이 너무 복잡하여 설득력이 떨어질 수도 있다는 것과 양자역학에 대한 연구는 참여적 인식론과 규범적 논의가 부각될 수밖에 없는데 그 부분에 대해 웬트가 침묵하고 있는 것을 지적하고 있다. 그와 같은 논의를 바탕으로 본 논문은 웬트의 한계를 넘어 좀 더 ‘과감하고’ ‘창조적’으로 양자역학을 해석하여 국제정치를 재해석하고 있다. 국제정치의 현실은 시공을 초월하여 ‘객관적’으로 존재하고 측정될 수 있는 것이 아니라 관찰자의 관점에 따라 얼마든지 다르게 해석될 수 있고 또한 창조될 수 있다는 것이 본 논문의 양자역학적 해석이다. 그것은 국제정치에 대한 연구가 ‘있는 그대로’의 현실을 설명하고 미래를 예측하는 것에 집중하기 보다는 우리가 어떤 세상을 창조하기를 원하고 그런 세상을 현실화시키기 위해서는 어떤 의식을 가져야 할 것인가를 고민하여야 된다는 것을 의미한다. 유럽의 국가들이 역사상 유래가 없는 긴 평화를 유지하고 있듯이 오랜 세월을 걸쳐 우리는 많은 것을 배웠다. 언젠가는 인류가 두려움 없이 평화롭게 사는 방법을 터득하게 될 날이 올 것이다. 양자역학은 이와 같은 문제에 관심을 가지는 것이 ‘비과학적’이고 ‘비현실적’인 시도가 아님을 ‘과학적’으로 밝혀주고 있다. 이제까지의 국제정치학계의 주요 문제의식이 현실주의 및 실증주의 패러다임을 기초로 하고 있었다면 미래에는 참여적 인식론을 바탕으로 한 규범이론의 확장이 필요하다는 것이 본 논문의 관점이다.

국제정치논총•Dec 1, 2008•0 citations
자발적 매개하향변환과정에서 발생되는 광자쌍의 상관관계에 관한 실험을 소개하고 관찰된 결과를 분석하는 과정에서 양자광학에 대한 이해를 깊이한다. 고전적인 파동광학이나 나아가서 국소적 현실성에 입각한 어떠한 이론으로도 설명할 수 없는 이러한 상관관계가 나타나는 데에는 빛의 진공상태가 중요한 역할을 한다는 것을 보인다.
빛의 입자ㆍ파동 이중성을 수용하는 양자 광학은 때때로 파동성에만 바탕을 둔 고전 광학과 상이한 결과를 보여준다. 본 논문에서는 빛이 빛살 가르개를 통과하면서 그 세기와 위상에 대한 요동이 어떻게 변화하는가를 고찰하고 고전 이론과 양자 이론이 보이는 차이점을 기술하였다. 측정 가능량을 나타내는 세가지 연산자를 통하여 고전 이론과는 달리 양자 이론에서는 빛살 가르개를 통과한 후 빛의 세기와 위상에 대한 불확실도가 증가함을 보이고 이를 진공 요동에 의한 효과로 정량적으로 분석하였다. 한편 진공 효과를 배제하는 과정으로서 정규 차례를 도입하고, 이러한 정규 차례를 따르는 연산자에 대한 기대치는 고전적 파동 이론의 결과와 일치함을 보임으로써 고전적 파동 이론과의 대응성을 추구하였다. 또한 이러한 결과로부터 진공 효과를 포함하는 실제의 측정 위상과 고전 이론에 대응하는 추측 위상의 구분 및 그 관계를 보였다.
베르그송은 당대의 과학적 결과를 끊임없이 참조했으며, 뛰어난 분석력을 바탕으로 이를 자신의 사유 속에서 오랜 시간 응축시켜낸 놀라운 통찰력을 우리에게 제시했다. 물론 이것은 베르그송에게만 해당되는 사실은 아니다. 칸트의 비판철학은 뉴턴의 고전역학을 경이롭게 바라본 철학자가 제시하는 놀라운 사색의 결과물로서, 그의 철학은 과학적 결과를 어떻게 성공적으로 수용할 것인가를 보여준 좋은 선례이기도 하다. 그렇다면 우리는 그 반대 방향에 대해서도 물을 수 있을 것이다. 즉, 과학이 철학적 결과를 수용한다면 어떤 모습일까? 본 논의는 이러한 질문을 베르그송의 사유에 대해 제기하고, 양자역학의 개념을 베르그송의 사유 속에서 이해하려는 시도를 담고 있다. 본 논의는 제기된 질문을 두 가지 방향에서 살펴보고자 한다. 첫째, 베르그송이 자신의 사유를 전개했을 당시의 시대상과 새로운 과학이 태동하여 전개되는 시기의 시대상을 역사적으로 조망하고자 한다. 이를 통해 우리는 베르그송은 자신이 직면한 시대적 한계와의 대결을 통해 새로운 형이상학을 전개하였을 뿐만 아니라, 그의 사유는 새로운 과학이 출현하는 시기와 맞물려 있음을 확인할 수 있을 것이다. 둘째, 과학적 시도의 한계를 단적으로 보여주는 예로서, 양자역학에 등장한 이원론 문제를 살펴보려고 한다. 이원론은 양자역학의 형성과정에서 주조된 개념인 ‘입자－파동 이중성’ 문제 그리고 ‘불확정성의 원리’에서 정형화되었는데, 우리는 이러한 개념이 베르그송의 사유와 매우 유사하다는 것을 드러내고자 한다.
자발적인 매개하향변환과정에서 발생하는 광자쌍을 이용하여, 광학계내의 광손실에 따른 상관관계의 감소가 단일광자계수와 두 광자 동시계수에 미치는 영향을 조사하였다. 두 검출기 앞에 얇은 유리판을 설치하고 유리판의 편광에 따른 투과율을 변화시켜 두 광자들간의 상관관계를 인위적으로 조절하였다. 상관관계의 정도에 따라 측정된 단일광자계수는 광자를 측정하는 검출기 앞에 놓인 유리판의 투과율에 비례하는 반면에, 두 광지 동시계수는 두 검출기 앞에 놓인 두 유리판의 투과율의 곱에 비례하였다.
두 검출기를 이용하여 매개하향변환과정에서 발생하는 광자쌍을 동시계수할 때 배경 및 잡광이 동시계수에 미치는 영향을 조사하였다. 열광원에서 나온 광자들이 광자쌍과 함께 입사할 때 측정장치 내에서 분해시간에 의해 이러한 잡광을 효과적으로 제거하기 때문에 광자쌍의 동시계수에는 전혀 영향을 미치지 않았다. 이러한 얽힘 상태의 광원과 동시계수 측정방법은 시호광의 손실이나 잡광의 영향을 최소화하는 정보처리와 전송 및 통신체계의 효과적으로 이용될 수 있다.
전파정수가 불규칙하게 존재하는 선로를 설정하고, 선로 상의 파동함수의 해가 국재성을 나타내는 원인과 그 조건에 대하여 확률함수를 이용하여 해석하였다. 랜덤한 매질로는 특성 임피던스가 불규칙하게 변동하는 전송선로를 설정하고, 이 선로 상에서의 전압파나 전류파의 국재현상에 대하여 살펴보았다. 수치해석을 실시한 결과, 랜덤 선로 중에 국재하는 해가 존재하는 것이 확인되었으며, 전류원을 삽입하여 선로를 강제 여진시킨 경우에도 선로 상에 전압파가 국재하는 것을 알 수 있었다. 선로 전체에 손실을 설정한 경우에 대한 해석 결과에서는 국재가 존재하는 위치의 파가 가장 큰 영향을 받는다는 사실에서, 광의 국재는 파동이 반사를 반복하는 것에 의해 나타난다는 것을 알 수 있었다.
본 논문은 웬트의 양자역학에 대한 연구를 높이 평가함과 동시에 그 한계를 논하고 있다. 특히 웬트의 양자역학에 대한 설명이 너무 복잡하여 설득력이 떨어질 수도 있다는 것과 양자역학에 대한 연구는 참여적 인식론과 규범적 논의가 부각될 수밖에 없는데 그 부분에 대해 웬트가 침묵하고 있는 것을 지적하고 있다. 그와 같은 논의를 바탕으로 본 논문은 웬트의 한계를 넘어 좀 더 ‘과감하고’ ‘창조적’으로 양자역학을 해석하여 국제정치를 재해석하고 있다. 국제정치의 현실은 시공을 초월하여 ‘객관적’으로 존재하고 측정될 수 있는 것이 아니라 관찰자의 관점에 따라 얼마든지 다르게 해석될 수 있고 또한 창조될 수 있다는 것이 본 논문의 양자역학적 해석이다. 그것은 국제정치에 대한 연구가 ‘있는 그대로’의 현실을 설명하고 미래를 예측하는 것에 집중하기 보다는 우리가 어떤 세상을 창조하기를 원하고 그런 세상을 현실화시키기 위해서는 어떤 의식을 가져야 할 것인가를 고민하여야 된다는 것을 의미한다. 유럽의 국가들이 역사상 유래가 없는 긴 평화를 유지하고 있듯이 오랜 세월을 걸쳐 우리는 많은 것을 배웠다. 언젠가는 인류가 두려움 없이 평화롭게 사는 방법을 터득하게 될 날이 올 것이다. 양자역학은 이와 같은 문제에 관심을 가지는 것이 ‘비과학적’이고 ‘비현실적’인 시도가 아님을 ‘과학적’으로 밝혀주고 있다. 이제까지의 국제정치학계의 주요 문제의식이 현실주의 및 실증주의 패러다임을 기초로 하고 있었다면 미래에는 참여적 인식론을 바탕으로 한 규범이론의 확장이 필요하다는 것이 본 논문의 관점이다.