<Entanglement 얽힘> 박정일

Artist Statements 우리가 살아가는 거시적 세계는 뉴턴의 역학이나 맥스웰의 전자기학으로 설명된다. 초기조건만 주어지면 물체는 완벽하게 예측 가능한 운동을 하게 되는 결정론적 구조를 가진다. 하지만 20세기를 지나면서 사람들이 눈으로는 관측할 수 없는 원자나 분자의 세계로 들어가면 상황은 완전히 달라지고, 양자론(Quantum Theory)은 극한의 미시 세계를 설명할 수 있는 완성된 학문 체계이다. 이번 전시는 양자론의 기본 개념들을 AI 기반으로 시각적으로 표현하였고, 이를 관객들이 감상함으로써 양자 현상을 간접적으로 경험하고 이해할 수 있도록 하였다. 슈뢰딩거의 고양이가 사다리를 오르내리는 양자 도약(Quantum Jump)은 이산적인 값을 가지는 물리량들을 설명한다. 바닥의 파동과 4개의 사과는 빅뱅 이후 자연계에 존재하는 기본적인 힘 중력, 전자기력, 강력 그리고 약력을 의미한다. 고양이가 사다리의 각 칸에만 서 있을 수 있는 것처럼, 전자는 특정한 에너지 준위에만 존재할 수 있으며, 이 준위 사이를 옮길 때는 불연속적인 값만큼의 에너지를 흡수하거나 방출하게 된다. 원자모형을 정원에 비유한 양자 정원(Quantum Garden)은 원자를 아름다운 정원에 비유한다. 궁전이 보이는 정원에는 다양한 크기의 식물 모양 구체들이 배열되어 있다. 이들은 전자가 존재할 수 있는 에너지 준위를 의미하고. 관객들은 정원을 거닐며 서로 다른 크기의 구체 사이를 전이하면서 신비로운 공간의 불연속을 경험할 수 있다. 구리와 그래핀의 화합물인 CuG를 주사전자현미경(SEM)을 통해 실제로 시료의 표면을 촬영하고 전자의 이동(Quantum Transportation)을 시각적으로 나타내었다. 고체 내에서 전자의 이동과 수송은 그리 간단치 않은 꽤 복잡한 문제이다. 페르미온인 전자의 수송은 전자끼리의 상호작용, 포논, 격자결함 그리고 스핀까지(이 외에도 여러 가지의 효과를 고려해야 함) 생각해야 하는 이해하기 힘든 문제이지만 일반 관객들의 관점에서 역동적인 전자의 움직임을 표현하였다. 벽을 뚫고 나오는 기차가 보여주는 터널링 효과(Tunneling Effect)는 입자가 자신보다 더 높은 에너지 장벽을 뚫고 지나가는 현상을 의미한다. 고전 역학에서는 당연히 불가능한 일이지만, 양자의 세계에서는 입자가 파동성을 가지므로 수없이 많은 시도 중에 확률적으로 몇 번은 통과 가능하다는 것이다. 기차가 벽을 뚫고 나오는 모습을 통해서 재미있게 시각적으로 이해할 수 있다. 우리들의 생활에 필수적인 소금 NaCl은 기본적인 원시세포의 면에 원자가 존재하는 면심 입방 구조(fcc)를 가진다. 전자는 파동이므로 서로 같은 공간에 중첩(Superposition)되어 있을 수 있다. 소금처럼 원자들의 배열이 규칙적인 결정(x-tal)을 에너지 공간으로 푸리에(Fourier) 변환하여 보면 또 다른 모습의 아름다운 무늬를 관찰할 수 있다. 물론 물리학자들은 여러 방법으로 에너지 밴드를 계산하여 물질의 특성을 연구하기도 한다. *출처: 작가 박정일

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