6.2 자발 복사와 빛의 근원

목차 ／ 제6장: 양자 영역

통합 메커니즘: 저장 → 패킷화 → 방출
모든 발광은 세 단계로 설명할 수 있습니다.

• 에너지 저장(저장고). 원자·분자·고체·플라즈마는 에너지를 느슨하거나 조여진 장력 구성으로 보관합니다. 가열, 전기적 가속, 집속 충돌, 화학 반응은 구성을 끌어올려 장력 저장고(여기·가속·이온화 상태)를 만듭니다.
• 패킷 형성(방출 임계 통과). 내부 위상이 방출에 유리한 구간에 도달하고 **에너지 바다(Energy Sea)**의 미세 요동이 가볍게 밀어주면, 시스템이 해방 게이트를 넘고 장력의 코히어런트 엔벌로프를 묶습니다. 이것이 빛의 패킷이며 경로에서는 파동으로 퍼집니다. 핵심은 형성이 임계 의존이라는 점입니다. 임계 미만에서는 ‘반쪽’이 새지 않고, 임계에 닿으면 완전한 한 패킷이 생성됩니다(원천 측 이산화).
• 방출과 전파(경로 임계 통과). 얼마나 멀리 가는지는 경로 임계에 달려 있습니다. 즉, 코히어런스 품질, 투명 창 내의 주파수, 방향/채널 정합입니다. 충족하면 원거리 전파, 아니면 근원에서 흡수·열화·산란이 일어납니다. 패킷이 수신자(전자·분자·픽셀)를 만나면 폐쇄 임계를 넘어야 흡수/2차 방출로 인정됩니다. 게이트는 분할되지 않으므로 검출도 패킷 단위로 일어납니다(수신 측 이산화).

요약하면: 형성 임계가 ‘어떻게 내보내는지’, 경로 임계가 ‘얼마나 멀리 가는지’, 폐쇄 임계가 ‘어떻게 받는지’를 정합니다. 이 임계 사슬이 파동 전파와 ‘몫 단위’ 장부를 하나로 잇습니다.

왜 ‘자발’로 복사하는가

• 여기 상태는 비용이 큽니다. 끌어올린 구성은 장력적으로 더 팽팽하여, 위상이 방출 가능대에 가까워지면 자연히 하강 경로를 찾습니다.
• 바다는 항상 배경 잡음(TBN)이 있습니다. 광대역 미소 교란이 끊임없이 문을 두드립니다.
• 때가 맞으면 문이 열립니다. 위상이 갖춰지고 작은 밀침이 더해지면 임계를 넘어 패킷이 방출됩니다.
• 유도 복사는 임계만 낮춥니다. 동상 외부 파동이 위상을 락하고 게이트를 낮춰, 여러 방출이 보조를 맞춰 나갑니다(레이저).

주요 빛의 ‘발원 양식’(물리 원인별)
모두 저장 → 형성 → 방출을 따르며, 저장고의 형성·임계 통과 방식·지나는 채널이 다릅니다.

1. 선(線) 방출(원자/분자 전이)
   • 저장고: 전자 배열이 상승(여기, 이온화 후 포획).
   • 형성: 위상이 방출대로 들어가고 잡음이 밀어 코히어런트 패킷 형성, 주파수는 내부 리듬에 고정.
   • 방출: 거의 등방; 선폭은 수명(짧을수록 넓음)과 환경 데코히어런스(충돌, 장 거칠기)로 결정.
   • 지연광(형광/인광): 메타안정 트랩이 게이트를 오래 닫아 지연·채널 경쟁이 나타납니다.
2. 열복사(흑체/준-흑체)
   • 저장고: 표면층에서 수많은 미과정이 에너지 교환.
   • 형성: 무수한 소패킷이 거친 경계에서 재처리되어 통계적으로 흑화.
   • 방출: 스펙트럼은 온도로 정해지고 방향은 거의 등방, 코히어런스는 약함. 방사율과 편광은 표면 장력·거칠기에 좌우.
3. 가속 전하(싱크로트론/곡률, 브렘스트랄룽)
   • 싱크로트론/곡률: 굴절 궤도에서 전하가 연속적으로 패킷을 형성·방출—강한 지향성·강편광·광대역.
   • 브렘스트랄룽: 강한 쿨롱장 내 급감속이 국부 장력 지형을 재기록하여 광대역 패킷을 쏩니다(밀집·고 Z 매질에서 강함).
4. 재결합 방출(자유 전자 포획)
   • 저장고: 이온 ‘포켓’이 전자를 붙잡아 더 팽팽한 상태에서 더 절약적 상태로 이동.
   • 형성/방출: 에너지 차가 임계를 넘어 패킷 방출.
   • 서명: 날카로운 선열—성운/플라즈마의 ‘네온사인’.
5. 소멸(반대 감김의 해체)
   • 저장고: 안정적이고 반대 방향으로 감긴 구조가 만나 풀림.
   • 형성/방출: 거의 전 저장이 반대 방향 두 패킷으로 전환(협대역·쌍방향), 예: 0.511 MeV.
6. 체렌코프(위상 속도 원뿔)
   • 저장고: 전하가 매질의 위상 속도를 추월.
   • 형성/방출: 위상이 원뿔을 따라 찢어지며 푸른빛이 패키징; 각도는 위상 속도로 결정.
   • 채널: 경로 임계가 지속적으로 초과된 특수 사례.
7. 비선형·혼합(주파수 변환, 합/차, 라만)
   • 저장고: 외부 광장이 에너지 공급, 비선형성이 이를 재분배.
   • 형성/방출: 위상 정합과 채널 정렬이 맞으면 새 주파수 패킷(유도/자발) 방출; 지향성·코히어런스는 기하와 재료 장력에 강하게 의존.

겉모습을 정하는 셋: 선폭·지향성·코히어런스

• 선폭: 수명이 짧을수록 주파수를 ‘세울’ 시간이 적어 넓어집니다. 충돌·거친 장 같은 소란 환경은 데코히어런스를 키워 더 넓힙니다.
• 지향성/편광: 근접장 기하와 장력 구배가 좌우합니다. 자유 원자는 거의 등방이나, 자기장·콜리메이터 채널·계면 근처에서는 강지향·강편광으로 성형됩니다.
• 코히어런스: 단일 방출은 본래 코히어런트이며, 재처리가 누적되면 낮은 코히어런스(열광)에 가까워집니다. 위상 락된 유도 방출은 레이저처럼 극대화할 수 있습니다.

모든 교란이 ‘먼 빛’이 되지 않음: 경로 임계가 거른다

• 코히어런스 부족: 엔벌로프가 탄생 시점에 무너져 패킷 수송이 되지 않습니다.
• 창 불일치: 주파수가 강흡수 대역에 있어 근원 부근에서 소멸합니다.
• 채널 불정합: 저임피던스 복도가 없거나 정렬이 틀리면 에너지가 빠르게 소산합니다.
  먼 곳까지 가려면 깨끗한 엔벌로프 + 창 적합 + 채널 정합이 동시에 필요합니다.

정설과의 합치

• 아인슈타인 A/B 계수: 본 그림에서 자발률은 ‘잡음의 노크 + 방출 임계’, 유도는 ‘위상 락 + 임계 강하’로 상징됩니다.
• 양자 전자기학: 장의 양자 상호작용을 정밀 계산하며, 본 그림은 형성 → 경로 → 폐쇄의 물질 지도로 왜 이산, 왜 전파 가능, 왜 검출 가능한지를 설명합니다.
• 고전 전자기학(‘가속 전하는 복사한다’): 장력 지형이 지속적으로 갱신되어 연속 패킷 생성·방출이 일어납니다.

요약하면

• 자발 복사는 배경 잡음에 밀린 여기 상태가 임계를 넘어 한 패킷을 내보내는 일입니다.
• 빛이 패킷 단위로 오는 까닭은 형성 임계(원천)와 폐쇄 임계(수신)의 이중 이산화 때문입니다.
• 빛의 근원: 선·열·싱크로트론/곡률·브렘스트랄룽·재결합·소멸·체렌코프·비선형 변환—같은 3단 레시피의 다양한 상차림입니다.
• 선폭·방향·코히어런스는 수명/환경과 기하/장력이 함께 결정합니다.
• 모든 교란이 원거리 빛이 되지 않습니다. 깨끗한 패킷 + 올바른 창 + 채널 정합이 필수입니다.