6.4 측정 효과

목차 ／ 제6장: 양자 영역

에너지 스레드 이론(EFT)에서는 측정을 결합 → 폐쇄 → 메모리의 세 단계로 설명합니다. 이 순서가 간섭무늬가 유지되는지, 흐려지는지, 사라지는지를 결정합니다.

I. 이중 슬릿 장치가 보여 주는 것

• 장치: 광원을 매우 약하게 줄여 한 번에 단 하나의 단위를 방출하도록 합니다. 앞에는 두 개의 좁은 슬릿이 있는 판을, 뒤에는 단일 도착을 계수하는 스크린을 둡니다. 필요하면 슬릿 부근이나 직후에 탐침이나 광학 소자를 추가합니다.
• 사례 1: 경로를 읽지 않을 때. 두 슬릿을 모두 열고 경로를 구분하는 요소를 두지 않습니다. 점이 하나씩 모이면서 곧 밝고 어두운 무늬가 나타납니다. 단발은 점, 장기 누적은 무늬입니다.
• 사례 2: ‘어느 슬릿’ 읽기. 서로 다른 편광자, 위상 표지, 또는 민감한 탐침으로 경로를 구분합니다. 무늬는 사라지고 스크린에는 두 개의 넓은 봉우리만 남습니다. 도착은 여전히 점이지만 통계가 달라집니다.
• 사례 3: 약한 경로 읽기. 매우 약한 탐침이나 나중에 지울 수 있는 작은 표지를 넣습니다. 무늬는 남되 대비가 낮아집니다. 결합이 강할수록 더 옅어집니다.

바뀌는 것은 경로 영역뿐입니다. 광원과 스크린은 동일하며, 간섭 기반의 존재와 선명도만 달라집니다.

II. EFT의 핵심 해석: 결합 → 폐쇄 → 메모리

• 결합: 장력 지형 다시 쓰기. 빛은 장력(Tension) 섭동의 묶음으로 **에너지 바다(Energy Sea, EFT)**를 따라 전파됩니다. 두 슬릿은 전달이 쉬운 띠와 어려운 띠가 새겨진 **안내 지도(Path)**를 형성합니다. 탐침을 넣으면 새로운 구조가 장에 결합하여 두 경로의 동상 관계를 부분적으로 또는 완전히 흐립니다. 다시 쓰기가 강할수록 간섭 기반이 평평해집니다. 공간적 변화는 **장력 구배(Tension Gradient)**로 나타냅니다.
• 폐쇄: 한 사건을 한 지점에 고정. 묶음이 국소적으로 에너지를 효과적으로 교환하여 폐쇄 임계를 넘으면 사건이 특정 시공간에 고정됩니다. 그 시점부터 다른 경로는 간섭에 기여할 수 없습니다. 결합 세기와 기하에 따라 폐쇄는 경로 중간에서도, 스크린에서도 일어납니다.
• 메모리: 선택을 읽을 수 있는 결과로 증폭. 폐쇄 자체는 미시적입니다. 바늘 편향, 픽셀 뒤집힘, 전하 축적처럼 장치가 증폭하고 메모리에 기록해야 결과가 됩니다. 한 번 기록되면 과정은 비가역적이며, 잃어버린 무늬는 돌아오지 않습니다.

세 사례에 비추면: 경로를 읽지 않으면 결합이 매우 약해 폐쇄가 스크린에서 일어나 무늬가 선명합니다. ‘어느 슬릿’ 읽기에서는 슬릿에서 이미 강결합·폐쇄가 일어나 지도가 다시 쓰이고 먼 곳의 간섭이 형성되지 않습니다. 약한 읽기에서는 다시 쓰기가 부분적이라 대비만 낮아집니다.

III. 지연 선택을 같은 언어로

• 요지: 두 경로를 병행 전파시킨 뒤 마지막에 선택합니다. 간섭을 위해 합칠지, 분리하여 경로를 읽을지. 마흐–첸더 간섭계에서는 출구 근처의 두 번째 빔 스플리터를 넣거나 빼는 동작에 해당합니다. 중력렌즈의 두 경로를 이용해 망원경 쪽에서 영상 또는 간섭 출력을 선택할 수도 있습니다.
• 현상: 두 번째 스플리터를 넣으면 밝은 출력과 어두운 포트가 생깁니다. 빼면 각 출력이 경로 통계를 줍니다. 결정은 검출 직전까지 미룰 수 있으며, 결과는 최종 선택을 정확히 따릅니다.
• 해석: 지연되는 것은 폐쇄 방식이지 과거로의 메시지가 아닙니다. 중간에 강한 결합이 동상을 깨지 않는 한, 장은 간섭 가능 상태를 유지합니다. 스플리터의 삽입·제거는 폐쇄 전에 종단 경계 조건을 설정하는 일입니다. 간섭 폐쇄를 고르면 말단에서 경로가 겹쳐지고, 경로 폐쇄를 고르면 각 팔이 따로 닫혀 기록합니다. 역인과는 필요 없습니다.

IV. 양자 지우개: 여전히 결합 → 폐쇄 → 메모리

• 요지: 먼저 두 경로에 약하게 표지를 붙입니다(예: 서로 다른 편광). 이어서 끝단에서 표지를 지우거나 두 경로를 같은 방향으로 돌리는 요소를 넣습니다. 코인시던스 계수로 실제로 지워진 부분집합만 집계합니다.
• 현상: 표지가 이미 메모리로 증폭·기록됐다면 무늬는 돌아오지 않습니다. 표지가 잠재적 상태에 머물고 폐쇄 전에 완전히 지워지면, 조건부 통계에서 무늬가 복귀합니다. 지움이 불완전하면 복귀도 부분적입니다.
• 해석: 표지 부착은 안내 지도의 다시 쓰기입니다. 폐쇄 전까지 동상을 복원하고 중간에 기록을 남기지 않으면, 말단에서 간섭 기반이 재형성됩니다. 따라서 맞춰진 부분집합에서 무늬를 봅니다. 한 번 기록되면 비가역이므로 지우개는 통하지 않습니다.

V. 자주 혼동되는 점—간단 정리

• 측정은 바라보기만이 아닙니다. 새로운 결합을 넣어 지도를 다시 쓰고 폐쇄를 앞당길 수 있습니다.
• ‘붕괴’는 신비한 순간이 아닙니다. 결합–폐쇄–메모리 절차가 거시적으로 드러난 모습입니다.
• 지연 선택은 과거를 바꾸지 않습니다. 폐쇄 전에 종단 경계 조건을 정할 뿐입니다.
• 양자 지우개는 마술이 아닙니다. 표지를 지우고 동상을 맞추며, 경로 중 기록 작성을 피합니다.

VI. 요약하면 (4줄)

• 무늬는 미리 새겨진 안내 지도에서, 점진적 기록은 폐쇄 임계와 메모리 작성에서 비롯됩니다.
• 측정 = 결합, 폐쇄, 메모리. 결합이 강할수록 간섭 기반이 평탄해지고 무늬가 약해집니다.
• 지연 선택이 정하는 것은 폐쇄의 양식이지 시간 역행이 아닙니다.
• 양자 지우개는 기록이 없고 지움이 완전할 때에만 무늬를 복원합니다.

부록 — 약한 측정 계열(EFT 가이드)

• 약한 측정: 결합과 에너지 교환이 작습니다. 동상 교란은 미약하고, 지도는 부분적으로만 다시 쓰이며 대비는 낮아집니다.
• 연속 약한 측정: 작은 결합이 누적되면서 탈동조화가 단계적으로 커지고 무늬가 흐려집니다.
• 양자 지우개: 먼저 표지 후 폐쇄 전에 지웁니다. 거시적 메모리를 남기지 않습니다. 완전 지움과 적절한 선택이면 해당 부분집합에서 무늬가 돌아옵니다.
• 지연 선택: 폐쇄 방식을 끝까지 미룹니다(간섭 또는 경로). 역인과는 없습니다.
• 보호 측정과 ‘약한 값’: 강한 보호 하에 거의 0 교환으로 읽습니다. 지도를 거의 바꾸지 않으면서 국소 위상·분포를 추출하고, 폐쇄는 사실상 이후로 미뤄집니다.
• 상호작용 없는 측정: 경계 조건을 바꿔 한 팔을 차단하여 다른 포트의 확률을 이동시킵니다. 직접 에너지 교환이 없어도 지도가 다시 쓰였으므로 통계로 대상의 존재를 알 수 있습니다.
• 경로 가독성 vs. 무늬 가시성: 라벨이 또렷할수록 동상은 줄고 기반은 억제됩니다. 라벨이 흐릴수록 기반이 강해집니다.