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책소개

사실, 우리를 이루고 있는 모든 것을 말해주는 책
이 세상은 원자로 이루어져 있다. 원자의 세계는 확률이 지배하는 양자역학의 세계다. 그러므로 이 세상은 양자역학이 지배하는 세계다.
이 책은 양자 역학이 탄생한 배경부터 최첨단 응용까지, 원자부터 우주까지 모든 것을 말해본다.
알면 알수록 이해하지 못해서 우울해진다는 양자역학을 이 한 권의 책으로 통달할 수는 없겠지만, 적어도 한 걸음 더 들어가 볼 수 있다.


책 속에서
상식적으로 방사능 붕괴가 있었는지 없었는지에 따라 고양이는 죽었거나 살았거나 둘 중 하나다. 하지만 보어와 그의 동료에 의하면 아원자의 영역은 이상한 나라의 앨리스와 같은 장소다. 관찰 행위가 붕괴가 있었는지 없었는지를 결정하기 때문이다. 이러한 관찰만이 고양이가 죽거나 사는 것을 결정한다. 관찰하기 전까지 고양이는 죽지도 않고 살아 있지도 않은 중첩된 상태인 양자 연옥purgatory에 들어 앉은 셈이다.

<스타트렉>(“나를 이동시켜 줘, 스콧”)에서 그려지는 순간이동은 이론상으로는 가능할지라도 현실적으론 매우, 매우, 매우 불가능한 일이다. 조금이라도 가능한 부분이 있다면 그것은 양자 과정에서 일어날 것이다. 우리 몸의 구성요소는 본질적으론 모두 양자이며, 아래에서 짧게 설명하듯이 원자와 분자로 구성되어 있기 때문이다

저자소개

은퇴한 물리학자, 재료과학자, 공학자, 발명가, 프로젝트 매니저다. MIT와 카네기 멜론 대학교에서 학위를 받았다. 초전도체와 그에 대한 응용이 저자의 전문 연구 분야다. 수많은 논문을 발표했고 다량의 특허도 가지고 있다. 1989년, 자화된 유체를 가지고 여러 가지 물질을 분리하는 방법을 고안한 공로로 뉴욕 동부 변리사 협회로부터 올해의 발명가 상을 받았다.

목차

소개의 글 8
서문 12

1부 발견과 이해(1900~1927)
1장  1부, 2부에 대한 소개 21
2장  플랑크, 아인슈타인, 보어 ? 실험과 초기의 견해 25
3장  하이젠베르크, 디랙, 슈뢰딩거 ? 양자역학과 양자 원자 67
4장  적용 ? 6억 와트! 97

2부 해석, 그리고 상상을 초월하는 영향(1916~2016)
5장  양자역학의 본질적 특징 105
6장  거인들의 격돌 ? 
무엇이 진짜일까? 불확정성, 얽힘, 존 벨, 그리고 다세계 111
7장  이 모든 것들의 의미는? -
양자역학, 수학, 그리고 과학의 본질  149
8장  응용품 ? 양자컴퓨터, 코드 크랙, 순간이동, 암호화 155

3부 상대성과 양자의 우리 세계, 빅뱅에서 은하계까지
9장  은하계, 블랙홀, 자연의 힘, 힉스보손, 
암흑 물질, 암흑 에너지, 끈이론 191

4부 다전자 원자, 화학 및 재료과학의 기초
10장  4부에 대한 소개 279
11장  수소 원자 전자의 에너지, 운동량, 그리고 공간상태 285
12장  스핀과 자기력 293
13장  배타와 주기율표 297
14장  원소의 화학적 성질의 토대 물리 325
15장  화학적 결합의 몇가지 형태, 예시 335
16장  고체 물질의 구성 343
17장  절연체, 그리고 보통 금속과 반도체의 전기적 전도 347

5부 크고 작은 재료와 기기에서 양자 불가사의
18장  나노기술과 5부 소개 355
19장  초전도체 I ? 정의 및 수송, 약품, 컴퓨터 분야에서의 응용 359
20장  핵융합 발전과 국방에 사용되는 레이저 367
21장  자성, 자석, 자기물질, 그리고 그 응용 377
22장  그래핀, 나노튜브, 그리고 ‘꿈의’ 응용품 한 가지 386
23장  반도체와 전자기기의 응용 399
24장  초전도체 II ? 과학, 전력 생산 및 전송에서의 거대한 응용 407

부록 A. 전자기파동의 본질과 스펙트럼 417
부록 B. 경험적으로 개발된 원소주기율표 427
부록 C. 양자컴퓨터의 개발 439
부록 D. 원자의 크기와 원소의 화학성 447
부록 E. X선의 생성 463

주석 467
레퍼런스 487