6.1 광전 효과와 콤프턴 산란

목차 ／ 제6장: 양자 영역

**에너지 실 이론(EFT)**에 따르면 빛은 에너지 바다(Energy Sea) 안에서 생기는 장력 교란의 패킷입니다. 국부 장력 임계값을 넘어야 안정적인 엔벌로프가 형성되고, 수신계가 폐쇄 임계값을 넘었을 때 그 패킷을 “섭취”합니다. 따라서 보이는 입자성은 빛이 구슬이라는 뜻이 아니라, 패킷화와 흡수가 임계값으로 이산화된다는 뜻입니다. “몫”은 임계값이 정하고, 전파와 간섭은 바다의 파동장 성질에서 나옵니다.

I. 하나의 메커니즘, 세 개의 임계값, 세 번의 이산화
한 번의 “빛의 왕복”을 세 구간으로 나누면, 왜 한 번에 한 몫인지가 드러납니다.

• 원천 임계값 — 패킷 형성: 방출체 내부에서 장력과 위상이 축적됩니다. 방출 게이트에 닿으면 저장 에너지가 코히어런트 엔벌로프로 한 번에 토해집니다. 임계 아래는 샙되지 않고, 임계에서 온전한 한 패킷이 나갑니다.
• 경로 임계값 — 전파 가능성: 바다는 모든 교란을 통과시키지 않습니다. 충분히 코히어런트하고 투명 창에 들며 가용 채널과 정렬된 교란만 안정 패킷으로 멀리 갑니다. 나머지는 근원에서 열화되거나 산란됩니다.
• 수신 임계값 — 폐쇄: 검출기나 결합 전자는 재료 게이트를 넘어야 흡수/방출 한 건으로 기록됩니다. 게이트는 나눌 수 없습니다. 전부 아니면 전무입니다.
  요컨대, 원천은 방출을 이산화하고, 경로는 원거리 전파를 선별하며, 수신은 흡수를 이산화합니다. 임계값의 사슬이 파동의 길과 “한 몫”의 회계를 한 장의 그림으로 묶습니다.

II. 임계 사슬로 다시 읽는 두 고전 실험

1) 광전 효과: 색 임계, 대기 없음, 세기는 개수를 바꾼다
개요: 헤르츠(1887) — 자외선 스파크, 레나르트(1902) — 색 임계, 즉시 방출, 세기는 수를 바꾸고 개별 에너지는 바꾸지 않음; 아인슈타인(1905) — “에너지 몫”; 밀리컨(1914–1916) — 정밀 검증.

• 색 임계: 결합 전자가 밖으로 나가려면 재료 문턱을 넘어야 합니다. 한 패킷의 “펀치력”은 원천의 캐던스, 곧 색이 정합니다. 너무 붉으면 한 패킷이 약해 임계 미만은 아무리 밝아도 소용없습니다.
• 대기 없음: 느린 누적이 아니라, 닿는 즉시 폐쇄이므로 조사하면 곧 전자가 나옵니다.
• 세기는 “몇 개”를, “전자당 얼마”는 바꾸지 않음: 세기는 시간당 패킷 수, 곧 전류를 좌우합니다. 한 패킷의 에너지는 색에 묶여 있고 세기와 무관합니다.
• 왜 ‘한 개씩’인가: 이산화는 양 끝에서 작동합니다. 원천은 온전한 패킷을 내고, 수신은 온전한 패킷을 먹습니다. 경로는 파동 규칙을 따르지만, 거래 지점에서는 한 몫 단위로만 성립합니다.

2) 콤프턴 산란: 한 패킷이 한 전자와 한 번 거래
콤프턴(1923)은 단색 X선으로 거의 자유 전자를 쏘아 산란각이 클수록 더 붉어지는 것을 보았고, 단일 교환으로 해석했습니다(노벨상 1927).

• 1:1 교환: 장력 패킷이 허용 가능한 전자 하위구조와 폐쇄되며 에너지와 방향을 양보합니다. 각도가 클수록 양보량이 커지고 산란광은 더 붉어집니다.
• 이산적 사건: 수신 게이트는 매 산란을 완전 폐쇄로 강제합니다 — 두 전자에 ‘반반’은 없습니다.
• 그래도 파동이 형을 만든다: 전후 전파와 위상은 파동 법칙을 따르며, 거래점에서만 이산이 드러납니다.

III. 귀결: 모든 교란이 ‘먼 거리 빛’이 되지 않는다
많은 “빛”은 원천에서 사그라들거나 근거리장을 벗어나지 못합니다. 이유는 경로 임계값입니다.

• 코히어런스 부족: 엔벌로프가 태어나자마자 무너져 패킷이 되지 못합니다.
• 창 불일치: 주파수가 강흡수 대역에 걸려 짧은 거리에서 삼켜집니다.
• 채널 미스매치: 저임피던스 복도가 없거나 정렬이 틀리면 에너지가 빠르게 산란됩니다.
  멀리 가려면 깨끗한 형성, 맞는 창, 채널 정합이 동시에 필요합니다.

IV. 정설과의 합치

• 광자 에너지는 주파수에 따른다는 양자론과 합치합니다. EFT는 이산성을 형성 임계와 폐쇄 임계에 귀속시키며, 별도의 실체를 도입하지 않습니다.
• 광자를 장 양자로 다루는 양자전기역학과 충돌하지 않습니다. EFT는 물질 지도를 제공합니다. 바다는 전파 상한과 위상을 정하고, 실과 물질은 게이트와 폐쇄를 정합니다.
• 간섭과 회절의 고전적 묘사는 그대로입니다. 길을 내고 형을 만드는 일은 파동의 몫, 거래와 장부는 임계가 맡습니다.

V. 핵심 정리

• 빛은 바다에서 파동처럼 전파·간섭하는 파동 패킷입니다.
• 한 몫은 임계값에서 비롯됩니다: 원천의 형성, 수신의 폐쇄.
• 광전 효과는 수신 게이트의 강경함을 보여 줍니다. 색이 통과 여부를, 세기가 패킷 유량을 결정합니다.
• 콤프턴 산란은 ‘한 패킷–한 전자’ 기하를 보여 줍니다. 각도가 클수록 에너지 양보가 커지고 더 붉어집니다.
• 모든 교란이 빛이 되지 않습니다. 잘 형성되고 창에 맞고 채널에 정합된 패킷만 멀리 갑니다.

이 임계 사슬에서 파동과 ‘입자’는 대립하지 않습니다. 파동이 길을 내고 임계가 몫을 정합니다. 길 위에서는 파동을 보고, 거래점에서는 딸깍 소리를 듣습니다.