냉장고를 여니 양자역학이 나왔다

글을 시작하며
이 책을 잘 읽는 방법
용어사전

서문

물리학은 양자역학 이전과 이후로 나뉜다
양자역학의 문을 연 세 가지 난제

1부 일상에서 만난 양자역학

Quantum Leap 보어가 쏘아올린 작은 공
Quantum Leap 양자수, 원소의 특징을 만들다

세탁소에서 만난 양자역학 (오비탈, 파동, 원자모형)
오래된 간판이 누렇게 변하는 이유 (전자구름)
헬륨은 왜 다른 물질과 반응하지 않을까? (원자붕괴)

Quantum Leap 빛의 정체를 밝혀라

스마트해진 기계들 (광전효과)
MRI는 어떻게 우리 몸을 들여다볼까? (전자기파, 자기장)
암을 찾는 반물질, PET-CT (베타붕괴)
라돈침대와 반감기 (알파·베타붕괴)

Quantum Leap 빛은 파동이면서 입자다?

팔방미인 레이저 (결맞음)
돋보기에서 전자현미경까지 (물질파, 양자터널링)
점점 진화하는 반도체 (밴드갭, 양자터널링)
궁극의 컴퓨터, 양자컴퓨터 (큐비트, 양자중첩)

Quantum Leap 슈뢰딩거 방정식과 코펜하겐 해석

2부 자연에서 만난 양자역학

Quantum Leap 빛을 연구하다, 광학의 역사

무지개를 들여다보니 (빛의 파동성, 선스펙트럼)
양자역학의 시작이 된 ‘하얀 해’ (전자기파, 흑체문제)
태양이 빛나는 이유 (강한 상호작용, 양자터널링, 흑체문제)
붉은 노을, 푸른 하늘, 노란 태양, 하얀 구름 (레일리 산란, 미 산란, 전기 분극성)

Quantum Leap 새롭게 등장한 양자생물학

우리 눈은 왜 자외선을 볼 수 없을까? (전자기파, 광전효과, 보어의 원자모형)
향기로 만나는 양자역학 (진동이론)
식물의 잎은 왜 녹색을 띨까? (광전효과, 공명전달, 양자터널링)
지구 자기장을 읽는 철새들 (자기장, 양자얽힘)

Quantum Leap 지구에서 안드로메다까지 곧바로?

3부 양자역학의 세계로

Quantum Leap 지구에서 안드로메다까지 곧바로? 양자얽힘과 비국소성
Quantum Leap 표준모형, 가장 정확한 이론

기본입자 파헤치기 (표준모형)
원소의 마술사 중성자, 그 배후엔? (약한 상호작용)
쿼크가 홀로 존재할 수 없는 이유 (강한 상호작용)
우주에 질량이 생기다 (힉스 입자와 질량)
표준모형은 완전하지 않다? (표준모형의 한계)

Quantum Leap 불확정성의 원리, 오해는 금물!

이들의 만남엔 뭔가 특별한 것이 있다 (반물질과 쌍소멸)
원자들은 어떻게 개성을 갖게 될까? (파울리의 배타원리, 양자수)
전자가 홀로 있어야 자석이 된다 (스핀 양자수와 자기장)
핵분열에서 핵융합으로 (강한 상호작용과 핵융합)
매질에 따라 정해지는 색 (들뜬상태와 바닥상태)

Quantum Leap ‘대담한 전환, 새로운 시작’, 상보성 원리

글을 맺으며
참고도서

이렇게 고마운 양자역학이 기존의 고전물리학을 뛰어넘어 또 하나의 물리학적 관점으로 인정받기까지는 많은 과정이 있었습니다. 하지만 과학의 묘미는 이처럼 ‘언제든 뒤집힐 수 있다’는 것에 있지요. 양자역학이 이끌어 낸 ‘과학’적 관점의 변화는 ‘세상’을 바라보는 관점의 변화로도 이어집니다.
서문 ‘물리학은 양자역학 이전과 이후로 나뉜다’

적외선 센서에서 온도계, 레이저 센서, 태양광발전에 이르기까지. 20세기 초 그 원리가 규명된 광전효과는 양자역학에도 중요한 역할을 했지만, 이를 이용한 다양한 장치들은 현대문명에 있어서도 필수적인 요소가 되었습니다.
1부 ‘일상에서 만난 양자역학’, 스마트해진 기계들