빛이 알갱이라면, 구멍 두 개를 지날 때 왜 줄무늬가 생길까?

그때 그곳

뉴턴은 빛이 아주 작은 알갱이라고 봤습니다. 그림자의 가장자리가 또렷한 것, 빛이 곧게 나아가는 것이 그 근거였습니다.

뉴턴의 권위는 100년 동안 이 문제를 닫아두었습니다. 영국에서 빛이 파동일지도 모른다고 말하는 것은 무례한 일에 가까웠습니다.

왜 이 질문이었나

영이 한 실험은 단순합니다. 빛을 좁은 틈 두 개에 통과시키고, 그 뒤의 화면을 봅니다.

빛이 알갱이라면 화면에 밝은 줄 두 개가 생겨야 합니다. 틈이 두 개니까요.

그런데 여러 개의 밝고 어두운 줄무늬가 나타났습니다. 그것도 두 틈 사이 한가운데가 가장 밝았습니다. 알갱이로는 설명할 수 없는 모양입니다.

알아낸 것

파동이면 설명됩니다. 물결 두 개가 만나면, 마루와 마루가 만난 자리는 더 높아지고 마루와 골이 만난 자리는 서로 지웁니다. 밝은 줄과 어두운 줄이 그것입니다.

영국 학계는 냉담했습니다. 뉴턴을 반박한다는 이유로 익명의 혹평이 쏟아졌습니다. 파동설이 자리 잡은 것은 프랑스에서 프레넬의 작업 이후였습니다.

그런데 이 이야기는 여기서 끝나지 않습니다. 100년 뒤 광전효과가 빛이 알갱이이기도 하다는 것을 보였고, 그 뒤 이 실험을 전자로 해봤더니 전자도 줄무늬를 만들었습니다.

더 이상한 것은 한 번에 하나씩 보내도 줄무늬가 쌓인다는 점입니다. 하나가 두 틈을 동시에 지난 셈입니다. 그리고 어느 틈으로 갔는지 지켜보면 줄무늬가 사라집니다. 파인만은 이 실험 하나에 양자역학의 모든 수수께끼가 들어 있다고 했습니다.

이 카드에 나온 말

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