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답변 내역

양자컴퓨터가 세상을 바꿀만한 엄청난 기술인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.양자컴퓨터는 굉장한 속도의 연산처리능력을 가지고 있습니다. 그래서 혁신적인 변화를 가져다 줄 수 있죠. 물론 아직 개발이 되고있는 상황이며 상용화 되려면 훨씬 더 오랜 시간이 필요합니다.양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있습니다. 양자 컴퓨터는 양자 중첩의 원리를 기반으로 큐빗(qubit) 체계를 사용합니다. 기존 컴퓨터는 bit 이진법 체계를 사용하죠. 기존 비트 체계로 2자리를 표현하는 방법은 00, 01, 10, 11 로 0, 1, 2, 3을 표현할 수 있습니다. 하지만 큐빗은 2자리를 동시에 중첩으로 표현하기 때문에 a l00>+b l01>+c l10>+d l11> 한번에 표현합니다. a, b, c, d는 lal^2+lbl^2+lcl^2+ldl^2=1이라는 관계가 있습니다. 또한 자릿수가 높아지면 높아질수록 비트체계보다 큐빗의 체계가 더욱 빠른 연산이 가능하죠. 왜냐하면 비트 체계가 각각을 하나하나 표현하여 연산할 때, 큐빗 체계는 한번에 연산하기 때문이죠. 그래서 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 초월하는 연산 속도를 가지고 있는것입니다.이러한 특징 때문에 양자컴퓨터의 장점은 암호해독에 아주 능하다는 특징이 있습니다.
학문 / 전기·전자
23.07.16
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우주의 별들을 관측사는 관측소는 무슨일을 하는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.천체관측소에서는 천체의 운동, 외부 은하계 탐지, 혜성의 관측, 우주의 전파 탐지 등 우주에서 발생하는 현상들을 관측하고 연구합니다. 주변에 천문대가 있다면 운영시간에 가서 표를 구매해 입장할 수 있습니다. 물론 사전에 연락해보고 별을 관측하기 좋은 날을 권유받을 수 있기 때문에 연락해보시는 것을 추천드립니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.16
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지구의 N극과 S극이 주기적으로 바뀐다던데, 어떤 이유와 원리인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.만약 지구 자기장이 바뀐다면, 극적으로 바뀌지는 않습니다. 서서히 바뀔 것입니다.자석의 자기력(자기장)을 만드는 것은 크게 2개가 있습니다.첫번째로 전자, 원자핵의 스핀에 의해 자기력이 발생될 수 있으며, 두번째로 전류의 흐름에 의해 자기력이 만들어질 수 있습니다. 지구 내부 핵이나 맨틀의 용융 상태가 자기장을 만들 수 있으며, 스핀의 정렬과 전하를 띤 물질이 회전하며 전류를 형성해 자기장을 만들 수 있죠. 이러한 흐름은 어떤 이유도 없이 갑자기 뒤바뀌거나 하지 않습니다. 서서히 변하기 마련이죠. 그래서 지구의 극이 바뀔 때에는 천천히 오랜 시간에 거쳐 뒤집힐 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.16
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물리) 수압은 사람이 최대 수심 몇m까지 갔을 때 서서히 느끼기 시작하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.수압은 물에 들어가자마자 느낄 수 있습니다. 옷이 몸을 누르는 것을 느낄 수 있으며, 조금의 답답함을 느낄 수 있죠. 참고로 물의 수압은 10m 깊이마다 1기압씩 올라간다고 생각하시면 됩니다.
학문 / 물리
23.07.16
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우주는 지금도 계속 팽창하나요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우주는 과거부터 현재까지 지속적으로 팽창하고 있습니다. 또한 현재 관측 가능한 우주의 크기는 지구 중심으로부터 관측 가능한 우주까지의 거리가 465억 광년(빛의 속도로 465억년 이동해야 갈 수 있는 거리)이라고 합니다. 이는 관측 가능한 선 내에서 우주의 크기를 추정한 것으로 실제로는 더 클 수 있습니다.우주가 팽창한다는 근거는 밤하늘의 별이 가득차 있지 않다는 것을 보면 알 수 있으며, 관측 가능한 별 및 천체의 거리가 점점 멀어지고 있다는 것을 통해알 수 있습니다.행성, 별에서 나온 빛에 대해 적색편이 도플러 효과가(파장이 길어지는) 일어나고 있죠. 이는 행성, 별, 천체가 지구로부터 점점 멀어지고 있다는 뜻이며, 우주가 팽창한다는 증거가 될 수 있습니다.또한, 하늘에 별은 무수히 많은데 밤하늘에 별이 가득 차지 않은 이유역시 도플러 효과 때문입니다. 별에서 나온 빛이 점점 더 빠른 속력으로 후퇴하기 때문에 적색편이가 일어나게 됩니다. 그래서 가시광선의 빛이 적외선 영역대를 넘어가게 되면서 우리의 육안으로 볼 수 없는 것이죠.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.16
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힘에 대한 단위를 마력이라고 쓰나요? 힘을 무게로 환산한다면 몇kg인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.힘의 단위는 N(뉴턴)입니다. kg * m/s^2으로 질량과 가속도를 곱한 값으로 씁니다.차량 엔진의 힘을 표현할 때에는 마력을 쓰기도합니다.현재 말의 힘은 4마력 정도의 힘으로 1초동안 300kg의 물체를 1m 들어올릴 수 있는 힘을 가졌습니다.말의 힘을 마력이라고 하죠. 마력은 말이 끄는 평균적인 힘으로 나라마다 조금씩 기준이 다를 수 있습니다. 영국에서의 마력을 기준으로 1마력( 1hp (horsepower) ) = 745.7W입니다. 즉, 말은 1초에 745N을 1m 들어올릴 수 있습니다. 다시말하면, 말의 힘으로 1초에 75kg의 물건을 1m 들어올릴 수 있습니다. 이러한 말의 힘의 정의는 과거 말의 기준으로 평균적으로 끌어 당기는 힘으로 말이 걸으면서 끄는 힘이나 세게 끄는 힘으로 측정한 정도입니다. 현재의 말은 과거보다 잘먹고 운동 체계도 갖춰져 있기 때문에 훨씬 셉니다. 보통 4마력(4hp) 정도의 힘이라고 합니다. 강한 말의 경우는 4마력보다 센말도 있습니다.
학문 / 물리
23.07.16
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물리)특정 물질을 공중에 띄우기 위한 힘이 얼마나 필요한지, 그 단위는 어떻게 부르는지 궁금해요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.힘의 단위는 N(뉴턴)입니다. kg * m/s^2으로 질량과 가속도를 곱한 값이죠.10kg 물체를 들어올리기 위해서는 10kg * 9.8m/s^2(지구의 중력가속도)를 곱하면 98N의 힘이 필요합니다. 그러면 물체를 띄울 수 있는 힘이되죠.
학문 / 물리
23.07.16
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푸릇푸릇 초록색이던 나뭇잎이 가을만 되면 왜 단풍이 드는 걸까요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.봄부터 여름까지 엽록소가 만들어지면서 초록 잎을 유지하였지만 가을이 되면서 이 엽록소가 더 이상 만들어지지 않습니다. 이유는 떨켜층에 의해 나뭇잎에 수분이 부족해지고 영양분이 쌓여 산성을 띠게 되면서 엽록소가 분해됩니다. 엽록소가 분해되며 노란, 주황, 빨강, 핑크 등으로 색이 바뀌어 단풍이 지는 것이죠.또한 색이 다른 이유는 색소의 종류와 함유량이 다르기 때문입니다. 붉은색은 엽록소가 분해되며 안토시아닌을 생성하며 띠게되고, 노란색은 크산토필, 카로티노이드가 생성되면서, 갈색은 크산토필, 타닌이 생성되면서 띠게되는 색입니다.엽록소가 분해되는 이유는 겨울 동안 나무는 에너지 소모를 최소화하고 나무 내에 있는 수분을 최소화(수분이 얼면 부피가 증가해 손상을 입기때문에)하는 작업을 시작합니다. 그 중 에너지 소모를 줄이기 위해 잎과 나뭇가지 사이에 떨켜층을 형성하여 나뭇잎에 수분 공급을 중단시키고 나뭇잎으로부터 에너지(양분) 공급을 중단 받아 나뭇잎의 농도가 올라 산화되면서 엽록소가 분해돼 단풍이 들게하며 이후에 낙엽이 되어 떨어지게 만드는 것이죠.
학문 / 생물·생명
23.07.16
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혀에 미각을 느끼는 부분이 따로있다고 배웠는데 맞는건가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.네, 사람의 혀는 부위별로 더 잘 느끼는 맛이 존재합니다. 전체적으로는 단맛 짠맛 신맛 쓴맛 등을 다 느낍니다. 하지만 부위별로 단맛을 더 잘느끼던가, 짠맛을 더 느끼는 등 특화된 부분이 있습니다. 그래서 특정 부위에 전체에 상처를 입게되면 그 부분에선 맛을 느끼기 어려우며, 그 부위에서 강하게 느낄 수 있는 맛을 덜 느끼게 되는 것이죠.
학문 / 화학
23.07.16
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반도체를 만드는 공정중에서 패키징 공정이 왜 필요한지 궁금합니다
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.반도체 공정 중 패키징을 하는 이유는 반도체 칩이 외부 자극으로부터 보호받기 위해 꼭 필요한 공정입니다. 또한, 반도체가 작동하기 위해서 외부로부터 전기 신호를 받아야합니다. 패키징 작업에서 외부 전기 신호를 받게끔 만들어 주는 작업이 포함되어있기 때문에 중요하죠.
학문 / 기계공학
23.07.16
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