전자가 물결이라면, 어디에 있는 걸까?

그때 그곳

한 젊은 프랑스 물리학자가 이상한 제안을 했습니다. 빛이 알갱이처럼 굴 수 있다면, 거꾸로 전자 같은 알갱이도 물결처럼 굴지 않겠느냐는 것이었죠.

슈뢰딩거는 그렇다면 그 파동이 어떻게 움직이는지를 기술하는 방정식이 있어야 한다고 봤습니다.

왜 이 질문이었나

그는 그 방정식을 세우고 수소 원자에 적용해봤습니다.

그러자 놀라운 일이 일어났습니다. 보어가 그냥 가정으로 집어넣었던 정해진 궤도들이, 방정식의 답으로 저절로 나온 겁니다.

이유도 알 수 있었습니다. 파동이 자기 자신과 아귀가 맞아야 하기 때문입니다. 기타 줄이 정해진 음만 내는 것과 같습니다. 줄 길이에 딱 맞아떨어지는 진동만 살아남으니까요.

알아낸 것

그런데 곧 어려운 물음이 따라왔습니다. 이 파동은 대체 무엇의 파동인가.

슈뢰딩거는 전자가 실제로 공간에 퍼져 있는 것이라고 생각했습니다. 그러나 보른이 다른 해석을 내놓았습니다. 파동의 값을 제곱한 것은 그 자리에서 전자가 발견될 확률이라는 겁니다.

전자가 퍼져 있는 것이 아니라, 어디서 발견될지가 확률로만 정해져 있다는 뜻입니다.

슈뢰딩거는 이 해석을 끝내 받아들이지 못했습니다. 그가 만든 고양이 이야기도 원래는 이 해석이 얼마나 이상한지 보이려고 지어낸 것이었습니다.

이 카드에 나온 말

파동함수오비탈측정 문제슈뢰딩거의 고양이