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양자 제논 효과
제논의 역설과의 비교는 바이디아나트 미스라(Baidyanath Misra)와 E. C. 조지 수다르샨(E. C. George Sudarshan)의 1977년 기사에서 비롯되었다. 이 이름은 제논의 화살 역설에 대한 유추에서 유래하는데, 이 역설은 비행 중인 화살이 어떤 순간에도 움직이는 것으로 보이지 않기 때문에 전혀 움직일 수 없다고 주장한다. 양자 제논 효과에서는 불안정한 상태가 지속적인 관찰 때문에 정지된 것처럼, 즉 '움직이지 않는' 것처럼 보인다.
환원 가설에 따르면, 각 측정은 파동 함수를 측정 기반의 고유 상태로 붕괴시킨다. 이 효과의 맥락에서 관찰은 기존의 어떤 의미에서든 관찰자가 필요 없이 단순히 입자의 흡수가 될 수 있다. 그러나 이 효과의 해석에 대한 논란이 있으며, 이는 미시적 대상과 거시적 대상 사이의 경계를 넘나드는 "측정 문제"라고 불리기도 한다.
양자 제논 효과
이 효과와 관련된 또 다른 중요한 문제는 시간-에너지 불확정성 관계 (불확정성 원리의 일부)와 엄격하게 연결되어 있다. 측정 과정을 점점 더 자주 만들려면 측정 자체의 시간 지속 시간을 상응하게 줄여야 한다. 그러나 측정이 매우 짧은 시간 동안만 지속되어야 한다는 요구는 환원이 발생하는 상태의 에너지 확산이 점점 더 커진다는 것을 의미한다. 하지만 짧은 시간 동안의 지수적 감쇠 법칙으로부터의 편차는 에너지 확산의 역수와 결정적으로 관련되어 있어, 편차가 현저하게 나타나는 영역은 측정 과정의 지속 시간이 점점 짧아질수록 줄어든다. 이 두 가지 경쟁적인 요구 사항에 대한 명시적인 평가는 이러한 기본적인 사실을 고려하지 않고 제논 효과의 실제 발생 및 출현을 다루는 것이 부적절하다는 것을 보여준다.
(때로는 양자 제논 효과와 구별되지 않는) 밀접하게 관련된 효과는 시스템의 지속적인 환경과의 결합에 의해 시스템의 시간 변화가 영향을 받는 워치독 효과이다.
양자 제논 효과 설명
불안정한 양자 시스템은 지수적 감쇠 법칙에서 짧은 시간 동안 벗어나는 현상을 나타낼 것으로 예측된다. 이 보편적인 현상으로 인해 이 비지수적 기간 동안 빈번한 측정이 시스템의 붕괴를 억제할 수 있다는 예측이 나왔는데, 이것이 양자 제논 효과의 한 형태이다. 이후 더 느리게 적용되는 측정도 붕괴 속도를 증가시킬 수 있다는 예측이 나왔으며, 이 현상은 양자 역제논 효과로 알려져 있다.
양자 제논 효과 설명
양자역학에서 언급된 상호작용은 그 결과가 고전역학의 관점에서 해석될 수 있기 때문에 "측정"이라고 불린다. 빈번한 측정은 전이를 방해한다. 이는 입자가 한 반공간에서 다른 반공간으로 전이하는 것일 수 있으며 (이는 시간-도착 문제에서 원자 현미경의 원자 거울에 사용될 수 있다), 광자가 도파관에서 한 모드에서 다른 모드로 전이하는 것일 수 있으며, 원자가 한 양자 상태에서 다른 상태로 전이하는 것일 수 있다. 이는 양자 컴퓨터에서 큐비트의 비간섭적 손실이 없는 부분 공간에서 큐비트가 손실된 상태로 전이하는 것일 수 있다. 이러한 의미에서 큐비트 보정을 위해서는 비간섭성이 이미 발생했는지 여부를 판단하는 것으로 충분하다. 이 모든 것을 제논 효과의 응용으로 볼 수 있다. 본질적으로 이 효과는 구별 가능한 양자 상태를 가진 시스템에서만 나타나며, 따라서 고전적 현상이나 거시적 물체에는 적용할 수 없다.
이 아이디어는 존 폰 노이만의 초기 저작인 양자역학의 수학적 기초에 내재되어 있으며, 특히 때때로 환원 가설이라고 불리는 규칙에 포함되어 있다. 이후 단일 시스템의 양자 제논 효과가 단일 시스템의 양자 상태의 불확정성과 동등하다는 것이 밝혀졌다.
양자 제논 효과 역사
양자 시스템의 짧은 시간 변화의 특이한 성질과 측정에 대한 결과는 존 폰 노이만이 1932년에 출판한 그의 저서 양자역학의 수학적 기초에서 언급되었다. 양자역학의 이 측면은 1967년 베스코프(Beskow)와 닐손(Nilsson)이 수학적 계산을 통해 거품 상자 속 불안정한 입자가 붕괴하지 않을 것이라고 제안할 때까지 탐구되지 않았다.
1977년에 바이디아나트 미스라(Baidyanath Misra)와 E. C. 조지 수다르샨(E. C. George Sudarshan)은 이 양자 효과에 대한 수학적 분석을 제시하고 이를 제논의 화살 역설과 연결시킬 것을 제안했다. 엘레아의 제논의 이 역설은 날아가는 화살을 어떤 고정된 순간에 본다고 상상한다. 그 순간 화살은 정지해 있으며, 차지하고 있는 공간에 얼어붙어 있다.
지속적인 이론 연구에도 불구하고, 실험적 확증은 1990년에 이타노(Itano) 등이 쿡(Cook)이 제안한 아이디어를 불안정한 시스템 대신 진동 시스템을 연구하는 데 적용할 때까지 나타나지 않았다. 이타노는 갇힌 9Be+ 이온의 두 준위 사이에서 전이를 유도하는 동시에 하위 준위의 개체수에 비례하는 레이저 펄스의 흡수를 측정했다.
양자 제논 효과 다양한 실현과 일반적인 정의
제논 효과를 역설로 다루는 것은 양자 붕괴 과정에만 국한되지 않는다. 일반적으로 제논 효과라는 용어는 다양한 전이에 적용되며, 때로는 이러한 전이가 단순한 "붕괴" (지수적이든 비지수적이든)와는 매우 다를 수 있다.
한 가지 실현은 어떤 공간 영역을 떠나는 물체(제논의 화살, 또는 모든 양자 입자)의 관찰을 의미한다. 20세기에는 어떤 영역 밖에서의 관찰을 통해 입자를 어떤 영역에 가두는 것(갇힘)이 비합리적이라고 여겨졌으며, 이는 양자역학의 불완전성을 나타내는 것으로 간주되었다. 심지어 2001년까지도 흡수에 의한 가둠은 역설로 간주되었다. 나중에 라만 산란 억제와 유사한 효과는 예상된 효과로 간주되었으며, 전혀 역설이 아니었다. 특정 파장에서의 광자 흡수, 광자 방출 (예를 들어 광섬유의 일부 모드에서 벗어난 광자), 심지어 입자가 어떤 영역으로 들어갈 때의 이완 등 이 모든 과정은 측정으로 해석될 수 있다. 이러한 측정은 전이를 억제하며, 과학 문헌에서는 이를 제논 효과라고 부른다.
양자 제논 효과 다양한 실현과 일반적인 정의
이러한 모든 현상(양자 붕괴 억제의 원래 효과 포함)을 포괄하기 위해, 제논 효과는 어떤 상호작용에 의해 어떤 전이가 억제되는 현상들의 종류로 정의될 수 있다. 이 상호작용은 결과 상태를 '전이가 아직 일어나지 않았다'와 '전이가 이미 일어났다'는 용어로 해석할 수 있게 하거나, 시스템이 여전히 초기 상태에 있는지 확인하기 위해 거시적 장치로 시스템의 상태를 지속적으로 측정할 경우 '양자 시스템의 진화가 중단된다는 명제'로 해석할 수 있게 한다.
양자 제논 효과 양자 시스템의 주기적 측정
어떤 측정 연산자의 고유 상태인 상태 에 있는 시스템을 생각해 보자. 자유 시간 변화 아래에서 이 시스템이 특정 확률로 상태 로 붕괴한다고 가정하자. 만약 각 측정 사이에 유한한 간격으로 주기적으로 측정이 이루어진다면, 각 측정에서 파동 함수는 측정 연산자의 고유 상태로 붕괴한다. 측정 사이에 시스템은 이 고유 상태에서 벗어나 상태 와 의 양자 중첩 상태로 변화한다. 중첩 상태가 측정될 때, 그것은 다시 붕괴하여 첫 번째 측정에서처럼 상태 로 돌아가거나 상태 로 전이한다. 그러나 매우 짧은 시간  후에 상태 로 붕괴할 확률은 에 비례한다. 왜냐하면 확률은 제곱 진폭에 비례하고 진폭은 선형적으로 행동하기 때문이다. 따라서 짧은 간격의 수가 많아지고 각 간격의 끝에서 측정이 이루어지는 극한에서는 로 전이할 확률이 0으로 수렴한다.
양자 제논 효과 양자 시스템의 주기적 측정
양자 결어긋남 이론에 따르면, 시스템의 측정은 일방적인 "붕괴"가 아니라 주변 환경, 특히 측정 장치와의 상호작용이다. 측정은 양자 상태를 장치 상태와 측정된 정보를 등록하는 방식으로 상관시키거나 결합하는 것과 동일하다. 만약 이것이 (아마도 시끄러운 열역학적 환경 때문에) 다른 상태로 더 결어긋날 수 있도록 남겨둔다면, 이 상태는 짧은 시간 동안만 지속될 수 있다. 붕괴할 확률은 시간과 함께 증가한다. 그렇다면 빈번한 측정은 확률을 낮게 유지할 만큼 충분히 자주 이루어질 경우, 결합을 재확립하거나 강화하고, 그와 함께 측정된 상태를 강화한다. 붕괴가 예상되는 시간은 시스템이 환경과 결합되었을 때의 예상되는 결어긋남 시간과 관련이 있다. 결합이 강할수록, 그리고 결어긋남 시간이 짧을수록 붕괴는 더 빠르게 일어난다. 따라서 결어긋남 관점에서 "이상적인" 양자 제논 효과는 양자 시스템이 환경에 지속적으로 결합되고, 그 결합이 무한히 강하며, "환경"이 무한히 큰 열적 무작위성 소스인 수학적 극한에 해당한다.
양자 제논 효과 실험 및 논의
실험적으로 환경적 결합으로 인한 양자 시스템 진화의 강한 억제는 여러 미시적 시스템에서 관찰되었다.
1989년, 데이비드 J. 와인랜드와 그의 NIST 그룹은 진화 중에 측정된 2준위 원자 시스템에서 양자 제논 효과를 관찰했다. 약 5,000개의 9Be+ 이온이 원통형 페닝 트랩에 저장되고 레이저 냉각되어 250mK 이하로 냉각되었다. 공명 무선주파수 펄스가 인가되었는데, 이 펄스만 단독으로 인가되면 전체 바닥 상태 개체수가 들뜬 상태로 이동했을 것이다. 펄스 인가 후 이온들은 이완으로 인해 방출되는 광자를 모니터링했다. 그 다음 RF 펄스 동안 일련의 자외선 펄스를 인가하여 이온 트랩을 주기적으로 "측정"했다. 예상대로 자외선 펄스는 시스템이 들뜬 상태로 진화하는 것을 억제했다. 결과는 이론적 모델과 잘 일치했다.
양자 제논 효과 실험 및 논의
2001년, 마크 G. 라이젠과 그의 텍사스 대학교 오스틴 그룹은 수다르샨과 미스라가 원래 제안한 대로 불안정한 양자 시스템에서 양자 제논 효과를 관찰했다. 그들은 또한 역 제논 효과도 관찰했다. 극저온 나트륨 원자를 가속하는 광학 격자에 가두고 터널링으로 인한 손실을 측정했다. 가속을 줄여 양자 터널링을 멈추게 함으로써 진화를 중단시켰다. 이 그룹은 측정 방식에 따라 붕괴율의 억제 또는 향상을 관찰했다.
2015년, 무쿤드 벤갈라토르(Mukund Vengalattore)와 그의 코넬 대학교 그룹은 원자를 영상화하는 데 사용되는 빛의 강도로 극저온 격자 가스에서 양자 터널링 속도를 조절하는 양자 제논 효과를 입증했다.
양자 제논 효과 실험 및 논의
2024년, 룬드 대학교의 비요른 안뷔-안데르손(Björn Annby-Andersson)과 그의 동료들은 하나의 전자를 가진 두 양자점 시스템을 이용한 실험에서 "측정 강도가 더 증가하면 제논 효과가 양자점 간 터널링을 방해한다. 약한 측정에서도 제논과 유사한 효과가 관찰되는데, 이는 측정 오류가 온사이트 에너지의 변동을 유발하여 시스템의 위상을 흐트러뜨리기 때문이다."라는 결론에 도달했다. https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.6.043216
양자 제논 효과는 상업용 원자 자력계에 사용되며, 새들의 자기 나침반 감각 메커니즘(자기 수용)의 일부로 제안되기도 한다.
하이젠베르크 불확정성 원리가 짧은 측정 시간과 관련되어 있기 때문에 무한히 많은 질문의 한계에 얼마나 가까이 접근할 수 있는지는 여전히 미해결 문제이다. 그러나 유한한 빈도로 수행되는 측정이 임의로 강력한 제논 효과를 산출할 수 있음이 밝혀졌다. 2006년, MIT의 스트리드(Streed) 등은 제논 효과가 측정 펄스 특성에 의존함을 관찰했다.
"제논 효과"라는 관점에서 실험을 해석하는 것은 현상의 기원을 설명하는 데 도움이 된다. 그럼에도 불구하고, 이러한 해석은 양자 시스템의 슈뢰딩거 방정식으로 설명되지 않는 본질적으로 새로운 특징을 가져오지 않는다.
더욱이, "제논 효과"를 사용한 실험, 특히 고주파수 측정 (전이 억제 효율이 높거나 능선 거울의 반사율이 높은) 극한에서의 자세한 설명은 일반적으로 이상적인 측정에서 예상되는 대로 동작하지 않는다.
양자 제논 효과는 다세계 해석과 양자역학의 상대적 상태 해석에서 지속되는 것으로 나타났다.
양자 제논 효과 더 읽어보기
Leibfried, D.; Blatt, R.; Monroe, C.; Wineland, D. (2003). 《Quantum dynamics of single trapped ions》. 《리뷰 오브 모던 피직스》 75. 281–324쪽. Bibcode:2003RvMP...75..281L. doi:10.1103/RevModPhys.75.281.
리바운드 효과
리바운드 효과(rebound effect) 또는 리바운드 현상(rebound phenomenon), 반동 효과, 반동 현상은 약물 복용 중에는 없거나 억제되었던 증상이 약물 중단 또는 복용량 감소 시 다시 나타나는 것을 말한다. 증상이 다시 나타나는 경우, 치료 전보다 더 심한 경우가 많다.
리바운드 효과 정의
리바운드 효과 또는 약리학적 리바운드 현상은 약물 복용 중에는 없거나 억제되었던 증상이 해당 약물 중단 또는 용량 감소 시 나타나거나 재발하는 것이다. 재발하는 경우, 증상의 심각성은 종종 치료 전 수준보다 더 심하다.
리바운드 효과 예시
리바운드 불면증은 원발성 불면증을 완화하기 위해 복용했던 진정제 물질을 중단한 후 발생하는 불면증이다. 이러한 물질을 규칙적으로 사용하면 잠들기 위해 그 효과에 신체의존하게 될 수 있다. 따라서 약물 복용을 중단하고 그 효과에서 '리바운드'될 때, 금단 증상의 증상으로 불면증을 경험할 수 있다. 때때로 이 불면증은 약물이 치료하려 했던 불면증보다 더 심할 수 있다. 이 문제를 일으키는 것으로 알려진 일반적인 약물로는 에스조피클론, 졸피뎀, 그리고 잠들기 어렵거나 잠을 유지하기 어려운 사람들에게 처방되는 벤조디아제핀과 같은 항불안제가 있다.
리바운드 우울증은 이전에 그러한 질병이 없었던 환자들에게 나타날 수 있다.
리바운드 효과 예시
불안, 금속 맛, 지각 장애와 같은 전형적인 벤조디아제핀 금단 증상의 낮 시간 리바운드 효과는 단기 작용 벤조디아제핀 수면제의 효과가 사라진 다음 날 발생할 수 있다. 리바운드 현상은 반드시 처방된 용량을 중단할 때만 발생하는 것은 아니다. 또 다른 예는 빠르게 배설되는 수면제의 효과가 사라질 때 발생할 수 있는 이른 아침 리바운드 불면증으로, 이는 사람이 충분한 밤잠을 자기 전에 완전히 깨어나게 한다. 이러한 문제와 흔히 관련되는 약물 중 하나는 트리아졸람인데, 이는 높은 효능과 초단 반감기 때문이지만, 이러한 효과는 다른 단기 작용 수면제에서도 발생할 수 있다. 콰제팜은 1형 벤조디아제핀 수용체에 대한 선택성과 긴 반감기 때문에 치료 중 낮 시간 불안 리바운드 효과를 일으키지 않으며, 이는 야간 수면제가 다음 날 리바운드 금단 효과를 일으킬지 여부를 결정하는 데 반감기가 매우 중요하다는 것을 보여준다. 낮 시간 리바운드 효과는 반드시 경미한 것은 아니며 때로는 상당히 뚜렷한 정신과적 및 심리적 장애를 유발할 수 있다.
리바운드 효과 예시
메틸페니데이트 또는 덱스트로암페타민과 같은 각성제의 리바운드 효과에는 각성제 정신병, 우울증 및 일시적으로 과장된 형태의 ADHD 증상 재발이 포함된다. ADHD 아동의 3분의 1에 달하는 수가 메틸페니데이트를 중단할 때 리바운드 효과를 경험한다.
SSRI를 포함한 많은 항우울제는 중단 시 리바운드 우울증, 공황 발작, 불안, 불면증을 유발할 수 있다.
항정신병제가 너무 급하게 교체되거나 중단될 경우 갑작스럽고 심각한 정신병의 출현 또는 재발이 나타날 수 있다.
클로니딘과 구안파신 중단 후 치료 전 수준을 초과하는 리바운드 고혈압이 관찰되었다.
국소 비강 충혈 제거제(비강 스프레이)의 지속적인 사용은 약물성 비염으로 알려진 지속적인 코막힘을 유발할 수 있다.
데노수맙은 파골세포 재활용을 억제하여 전골세포와 골유세포의 축적을 유발한다. 데노수맙 치료를 중단하면 유도된 세포들이 상당히 빠르고 풍부하게 파골세포로 분화하여 골흡수(리바운드 효과)를 유발하고 골절 위험을 증가시킨다. 데노수맙 중단 후 골밀도 개선 및 골절 예방을 위해 비스포스포네이트 투여가 권장된다.
리바운드 효과 예시
또 다른 약리학적 리바운드의 예는 진통제 용량을 낮추거나, 약효가 사라지거나, 약물을 갑자기 중단할 때 발생하는 리바운드 두통이다.
2022년, 팍스로비드로 치료받은 코로나바이러스감염증-19 환자에게서 바이러스 RNA 및 증상 리바운드에 대한 보고서가 발표되었다. 5월에는 CDC가 "팍스로비드 리바운드"에 대해 의사들에게 알리는 건강 경보를 발령했으며, 이는 조 바이든 미국 대통령이 리바운드를 경험했을 때 주목받았다. 그러나 코로나바이러스감염증-19 환자의 약 3분의 1이 치료 여부와 관계없이 증상 리바운드를 경험하기 때문에 리바운드의 원인은 불분명하다.
건선 치료를 위한 클로베타솔과 같은 매우 강력한 코르티코스테로이드의 갑작스러운 중단은 훨씬 더 심각한 건선 사례를 유발할 수 있다. 따라서 실제 약물 적용량이 매우 적어질 때까지 점진적으로 중단해야 한다.
로시터-맥러플린 효과
로시터-맥러플린 효과(Rossiter–McLaughlin effect)는 자전하는 별의 표면을 물체가 가로지를 때 관측되는 분광학적 현상이다. 별은 원반의 다른 부분이 가려짐으로써 발생하는 적색편이 이상을 겪는 것으로 보인다.
로시터-맥러플린 효과 설명
로시터-맥러플린 효과는 식쌍성의 두 번째 별이나 외계 행성이 주성 또는 모성 표면을 통과할 때 관측되는 분광학적 현상이다.
주성이 축을 중심으로 자전함에 따라, 광구의 한 사분면은 관측자에게 다가오는 것으로 보이고, 다른 보이는 사분면은 멀어지는 것으로 보인다. 이러한 움직임은 별의 스펙트럼에서 각각 청색편이와 적색편이를 일으키며, 이는 일반적으로 스펙트럼선의 확대로 관측된다. 보조성 또는 행성이 주성을 통과할 때, 그것은 주성의 원반 일부를 가려 이동된 빛의 일부가 관측자에게 도달하는 것을 방해한다. 이는 주성 전체의 관측된 평균 적색편이가 정상 값에서 벗어나게 한다. 통과하는 물체가 별 원반의 다른 쪽으로 이동함에 따라 적색편이 이상은 양수에서 음수로, 또는 그 반대로 바뀔 것이다.
로시터-맥러플린 효과 설명
적색편이 이상의 진폭은 주성 적도와 보조성의 통과 경로 사이의 상호 정렬에 따라 달라진다. 주성의 예측 자전 속도 v sin i에 의해 결정되는 최대 진폭은 둘이 완벽하게 정렬될 때 달성된다. 보조성은 최대 청색편이 부분에서 주성을 통과하기 시작하여 최대 적색편이 부분에서 통과를 마칠 것이다. 둘 사이의 불일치는 로시터-맥러플린 효과를 감소시키는데, 이는 각도의 코사인에 비례한다.
로시터-맥러플린 효과는 눈길을 따라 투영된 각도만을 측정하므로 투영된 경사도(일반적으로 λ로 표시)만 직접 측정할 수 있다. 삼차원 실제 경사도(일반적으로 ψ로 표시)를 결정하려면 투영된 경사도를 투영된 자전 속도와 실제 자전 주기를 비교하여 얻은 주성 적도의 경사 값, 그리고 통과 충격 매개변수 및 도플러 분광학에서 얻은 보조성 궤도의 값과 결합해야 한다. 도플러 분광학은 눈길에 대한 경사 각도를 측정한다.
로시터-맥러플린 효과 "뜨거운 목성"의 역행 운동
이 효과는 뜨거운 목성 중 최대 25%가 모성에 대해 역행 방향으로 공전하고 있음을 보여주기 위해 사용되었으며, 이는 추가적인 과정이 개입되지 않는다면 행성 이동보다는 역동적인 상호작용이 이러한 천체를 생성한다는 것을 강력히 시사한다.
로시터-맥러플린 효과 역사
J. R. 홀트는 1893년에 시선속도 측정을 이용하여 별의 항성 자전을 측정하는 방법을 제안했다. 그는 식쌍성의 한 별이 다른 별을 가릴 때, 먼저 다가오는 청색편이된 절반을 가리고 그 다음 멀어지는 적색편이된 절반을 가릴 것이라고 예측했다. 이러한 움직임은 가려진 별의 스펙트럼에서 적색편이를 일으킨 다음 청색편이를 일으킬 것이며, 이는 가려진 별의 궤도 운동으로 인한 변화 외에 측정된 시선속도의 변화로 나타날 것이다.
이 효과는 리처드 알프레드 로시터와 딘 벤자민 맥러플린의 이름을 따서 명명되었다.
로시터-맥러플린 효과 더 읽어보기
Ohta, Y.; Taruya, A.; Suto, Y. (2005). 《The Rossiter–McLaughlin Effect and Analytic Radial Velocity Curves for Transiting Extrasolar Planetary Systems》. 《The Astrophysical Journal》 622. 1118–1135쪽. arXiv:astro-ph/0410499. Bibcode:2005ApJ...622.1118O. doi:10.1086/428344. S2CID 10420706.  지원되지 않는 변수 무시됨: |name-list-style= (도움말)
Anderson, D. 외 (2010). 《WASP-17b: An Ultra-Low Density Planet In A Probable Retrograde Orbit》. 《The Astrophysical Journal》 709. 159–167쪽. arXiv:0908.1553. Bibcode:2010ApJ...709..159A. doi:10.1088/0004-637X/709/1/159. S2CID 53628741.
로시터-맥러플린 효과 더 읽어보기
Winn, J. (2006). 〈Exoplanets and the Rossiter-McLaughlin Effect〉.   C. Afonso; D. Weldrake; T. Henning (편집). 《Transiting Extrasolar Planets Workshop》. ASP Conference Proceedings 366. 170쪽. arXiv:astro-ph/0612744. Bibcode:2007ASPC..366..170W.
삭스-울프 효과
삭스-울프 효과(Sachs–Wolfe effect)는 라이너 K. 삭스와 아서 M. 울프의 이름을 따서 명명되었으며, 우주 마이크로파 배경 복사(CMB)의 특성으로, CMB의 광자들이 중력적으로 적색편이되어 CMB 스펙트럼이 불균일하게 나타나는 현상이다. 이 효과는 약 10도보다 큰 각도 규모에서 CMB의 요동을 일으키는 주요 원인이다.
삭스-울프 효과 비통합 삭스-울프 효과
비통합 삭스-울프 효과는 최종 산란면에서 발생하는 중력적색편이에 의해 발생한다. 이 효과는 최종 산란 당시 물질/에너지 밀도의 차이로 인해 하늘 전체에서 일정하지 않다.
삭스-울프 효과 통합 삭스-울프 효과
통합 삭스-울프(ISW) 효과 역시 중력적색편이에 의해 발생하지만, 최종 산란면과 지구 사이에서 발생하므로 원시 CMB의 일부가 아니다. 이는 우주의 에너지 밀도가 물질이 아닌 다른 것에 의해 지배될 때 발생한다. 만약 우주가 물질에 의해 지배된다면, 거대 규모의 중력 퍼텐셜 에너지 우물과 언덕은 크게 진화하지 않는다. 그러나 우주가 복사 또는 암흑 에너지에 의해 지배된다면, 이러한 퍼텐셜은 진화하여 통과하는 광자의 에너지를 미묘하게 변화시킨다.
ISW 효과에는 두 가지 기여가 있다. "초기" ISW는 (비통합) 삭스-울프 효과가 원시 CMB를 생성한 직후, 우주의 팽창에 영향을 줄 만큼 충분한 복사가 여전히 존재할 때 광자들이 밀도 요동을 통과하면서 발생한다. 비록 물리적으로 후기 ISW와 동일하지만, 관측 목적으로는 이를 유발하는 물질 요동이 사실상 탐지 불가능하므로 일반적으로 원시 CMB에 포함된다.
삭스-울프 효과 통합 삭스-울프 효과
"후기" ISW 효과는 암흑 에너지 또는 우주상수가 우주의 팽창을 지배하기 시작하면서 우주 역사에서 비교적 최근에 발생한다. 불행히도 용어는 약간 혼란스럽다. 종종 "후기 ISW"는 밀도 섭동의 선형/1차 후기 ISW 효과를 암묵적으로 의미한다. 이 효과의 선형 부분은 물질만 있는 평평한 우주에서는 완전히 사라지지만, 암흑 에너지가 있는 우주에서는 효과의 고차 부분보다 지배적이다. 완전한 비선형 (선형 + 고차) 후기 ISW 효과, 특히 개별 거시공동과 은하단의 경우, 마틴 리스와 데니스 시아마가 다음 물리적 그림을 설명했기 때문에 때때로 리스-시아마 효과로 알려져 있다.
암흑 에너지로 인한 가속 팽창은 강한 대규모 퍼텐셜 우물(초은하단)과 언덕(거시공동)조차도 광자가 통과하는 시간 동안 붕괴시키다. 광자는 퍼텐셜 우물(초은하단)에 들어갈 때 에너지의 충격을 받으며, 우물이 늘어나고 얕아진 후에도 그 에너지의 일부를 유지한다. 마찬가지로, 광자는 거대 거시공동에 들어갈 때 에너지를 소모해야 하지만, 약간 감소된 퍼텐셜 언덕을 벗어날 때 모든 에너지를 되찾지는 못한다.
삭스-울프 효과 통합 삭스-울프 효과
후기 ISW의 특징은 은하 밀도(제곱도당 은하 수)와 CMB 온도 사이의 비제로 교차 상관 함수이다. 이는 초은하단이 광자를 부드럽게 가열하는 반면, 거대 거시공동은 광자를 부드럽게 냉각시키기 때문이다. 이 상관관계는 중간에서 높은 유의성으로 감지되었다.
2008년 5월, 그라넷, 네이링크 & 자푸디는 후기 ISW가 SDSS 발광 적색 은하 목록에서 식별된 개별 거대 거시공동 및 초은하단에 고정될 수 있음을 보여주었다. 이들의 ISW 탐지는 거대 거시공동과 초은하단이 CMB에 미치는 국부적 ISW 효과를 추적한다. 그러나 이 국부적 탐지의 진폭은 예상보다 훨씬 크고 분석의 여러 가정에 의존하기 때문에 논란의 여지가 있다.
샤피로 시간 지연
샤피로 시간 지연(Shapiro time delay) 효과 또는 중력 시간 지연(gravitational time delay) 효과는 일반 상대성이론의 네 가지 고전적인 태양계 검증 중 하나이다. 거대한 물체 근처를 통과하는 레이더 신호는 물체의 질량이 없을 때보다 목표물에 도달하고 돌아오는 데 약간 더 오래 걸린다. 이 시간 지연은 외부 관찰자의 관점에서 빛이 주어진 거리를 이동하는 데 걸리는 시간을 증가시키는 시간 팽창으로 인해 발생한다. 1964년 "일반 상대성이론의 네 번째 검증"이라는 제목의 기사에서 어윈 I. 샤피로는 다음과 같이 썼다.
일반 이론에 따르면 빛의 파동 속도는 경로를 따라 중력 퍼텐셜의 강도에 따라 달라지기 때문에, 레이더 펄스가 태양 근처를 통과할 때 이러한 시간 지연은 거의 2×10−4초만큼 증가해야 한다. 이러한 변화는 거리로 60km에 해당하며, 현재 사용 가능한 장비로 요구되는 경로 길이에 대해 약 5~10% 이내로 측정할 수 있다.
이 기사에서 샤피로는 시간 지연을 논의하면서 c를 빛의 속도로 사용하고 아인슈타인 방정식의 슈바르츠실트 해에 따라 유한 좌표 거리를 통과하는 빛 파동 또는 광선의 시간 지연을 계산한다.
샤피로 시간 지연 역사
시간 지연 효과는 1964년 어윈 샤피로에 의해 처음 예측되었다. 샤피로는 그의 예측에 대한 관측 검증을 제안했다. 금성과 수성의 표면에서 레이더 빔을 반사시켜 왕복 이동 시간을 측정하는 것이다. 지구, 태양, 금성이 가장 유리하게 정렬되었을 때, 샤피로는 태양의 존재로 인해 지구에서 금성으로 이동하고 다시 돌아오는 레이더 신호의 예상 시간 지연이 약 200마이크로초가 될 것이라고 보여주었다. 이는 1960년대 기술의 한계 내에 충분히 있었다.
MIT 헤이스택 레이더 안테나를 사용하여 1966년과 1967년에 수행된 첫 번째 테스트는 성공적이었고 예측된 시간 지연량과 일치했다. 이후 실험은 정확도를 높여 여러 번 반복되었다.
샤피로 시간 지연 시간 지연 계산
중간 강도의 거의 정적인 중력장(예: 별과 행성의 중력장이지, 블랙홀이나 중성자별의 근접 쌍성계의 중력장은 아님)에서 이 효과는 중력 시간 팽창의 특별한 경우로 간주될 수 있다. 중력장에서 빛 신호의 측정된 경과 시간은 중력장이 없을 때보다 길며, 중간 강도의 거의 정적인 장의 경우 그 차이는 표준 중력 시간 팽창 공식에 의해 주어진 바와 같이 고전적인 중력 퍼텐셜에 직접 비례한다.
샤피로의 원래 공식은 슈바르츠실트 해에서 파생되었으며, 태양 질량()에 대한 1차항을 포함하며, 지구 기반 레이더 펄스가 내행성에서 반사되어 태양에 가까이 지나갔다가 돌아오는 경우를 제안했다.
여기서 는 레이더 파동이 태양 중심에 가장 가깝게 접근하는 거리이고, 는 지구 기반 안테나에서 태양에 가장 가깝게 접근하는 지점까지의 비행선상의 거리이며, 는 이 지점에서 행성까지의 경로를 따른 거리를 나타낸다. 이 방정식의 우변은 주로 빛줄기의 가변 속도 때문이다. 경로 변화의 기여는 에 대한 2차이기 때문에 무시할 수 있다. 는 오차 차수의 란다우 기호이다.
샤피로 시간 지연 시간 지연 계산
질량이 큰 물체 주위를 도는 신호의 경우, 시간 지연은 다음과 같이 계산할 수 있다.
여기서 은 관찰자로부터 원본을 향하는 단위 벡터이고, 는 관찰자로부터 중력 질량 을 향하는 단위 벡터이다. 점은 일반적인 유클리드 스칼라곱을 나타낸다.
를 사용하면 이 공식은 다음과 같이 쓸 수도 있다.
이는 빛이 이동해야 하는 가상의 추가 거리이다. 여기서 는 슈바르츠실트 반지름이다.
PPN 매개변수에서
이는 뉴턴 예측(  포함)의 두 배이다.
샤피로 인자의 두 배 증가는 중력 시간 팽창뿐만 아니라 공간의 방사형 신장도 있으며, 이 둘 모두 일반 상대성 이론에서 빛의 편향과 마찬가지로 시간 지연에 동일하게 기여한다는 사실로 설명할 수 있다.
샤피로 시간 지연 행성 간 탐사선
보이저 및 파이어니어 우주선과 같은 행성 간 탐사선까지의 거리를 정확하게 결정하려고 할 때 거리 측정 데이터와 함께 샤피로 지연을 고려해야 한다.
샤피로 시간 지연 중성미자와 중력파의 샤피로 지연
SN 1987A에서 중성미자와 광자를 거의 동시에 관측한 결과, 고에너지 중성미자의 샤피로 지연은 광자의 샤피로 지연과 10% 이내에서 같아야 하며, 이는 최근의 중성미자 질량 추정치와 일치한다. 이는 해당 중성미자가 빛의 속력에 매우 가깝게 움직였다는 것을 의미한다. 2016년 중력파가 직접 검출된 후, 두 그룹에서 일방향 샤피로 지연을 계산했으며 약 1800일이다. 일반 상대성이론 및 기타 중력의 계량 이론에서는 중력파의 샤피로 지연이 빛과 중성미자의 샤피로 지연과 같을 것으로 예상된다. 그러나 텐서–벡터–스칼라 중력 및 밀그롬의 법칙을 재현하고 암흑물질의 필요성을 피하는 다른 수정된 일반 상대성이론에서는 중력파의 샤피로 지연이 중성미자 또는 광자의 샤피로 지연보다 훨씬 작다. 중성자별 합체 GW170817에서 중력파와 감마선 도착 시간 간에 관측된 1.7초 차이는 약 1000일로 추정된 샤피로 지연보다 훨씬 작았다. 이는 암흑물질의 필요성을 없애는 수정된 중력 모델의 한 종류를 배제한다.
샤피로 시간 지연 더 읽어보기
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시뇨르-립스 효과
시뇨르-립스 효과(Signor–Lipps effect)는 1982년 필립 W. 시뇨르와 제레 H. 립스가 제안한 고생물학 원리로, 유기체의 화석 기록은 결코 완전하지 않으므로 주어진 분류군의 첫 번째 또는 마지막 유기체 모두 화석으로 기록되지 않을 것이라고 명시한다. 시뇨르-립스 효과는 종종 분류군의 가장 어린 화석이 유기체의 마지막 출현을 나타내지 못하는 경우에 특히 적용된다. 가장 오래된 화석이 분류군의 첫 출현을 나타내지 못하는 역의 현상은 연구자 발다르 야누손의 이름을 따서 야누손 효과 또는 스필-롱기스 효과(시뇨르-립스의 역순)라고 불린다.
한 가지 유명한 예는 실러캔스로, 매우 늦은 백악기에 멸종된 것으로 여겨졌으나 1938년에 살아있는 표본이 잡혔다. "버제스 셰일형 동물군"으로 알려진 동물들은 초기 및 중기 캄브리아기 지층에서 가장 잘 알려져 있다. 그러나 2006년 이후 오르도비스기, 실루리아기, 초기 데본기 지층, 즉 버제스 셰일 이후 최대 1억 년이 지난 지층에서 유사한 동물들의 화석이 몇몇 발견되었다. 이러한 동물들이 화석화된 특정 방식은 제한된 기간 동안 존재했던 해양 화학 유형에 따라 달라질 수 있다.
시뇨르-립스 효과
그러나 시뇨르-립스 효과는 고생물학에서 제기하는 어려움 때문에 더 중요하다.
분류군이 처음 출현한 시기에 대한 불확실성은 특정 속의 조상에 대해 확신하기 어렵게 만든다. 예를 들어, 속 X의 가장 오래된 화석이 속 Y의 가장 오래된 화석보다 훨씬 이르며, 속 Y가 속 X의 모든 특징에 더해 몇 가지 고유한 특징을 가지고 있다면, X가 Y의 조상이라고 가정하는 것이 자연스럽다. 그러나 이 가설은 X의 알려진 어떤 화석보다 더 이른 Y의 화석이 발견될 경우 언제든지 의문이 제기될 수 있다. 물론 더 오래된 X의 화석이 발견되지 않는 한 말이다.
대처 효과
대처 효과(Thatcher effect) 또는 대처 착시(Thatcher illusion)는 얼굴이 거꾸로 되어 있을 때 얼굴 특징의 변화를 감지하기 어렵지만, 똑바로 세워진 얼굴에서는 같은 변화가 명확하게 드러나는 현상이다. 이 효과는 당시 영국 총리였던 마거릿 대처의 사진에서 처음 시연되었기 때문에 그녀의 이름을 따서 명명되었다. 이 효과는 1980년 요크 대학교 심리학 교수인 피터 톰슨이 처음 만들었다.
대처 효과 개요
이 효과는 원래 동일한 두 장의 사진이 거꾸로 뒤집힌 상태로 설명된다. 두 번째 사진은 눈과 입이 수직으로 뒤집히도록 변경되었지만, 이미지를 똑바로 세울 때까지는 그 변화가 즉시 명확하게 드러나지 않는다.
대처 효과는 특히 똑바로 세워진 얼굴에 맞춰진 얼굴 지각과 관련된 특정 심리적 인지 모듈 때문인 것으로 생각된다. 얼굴은 매우 유사함에도 불구하고 독특하게 보인다. 우리는 눈, 코, 입과 같은 개별 얼굴 특징의 세부 사항뿐만 아니라 구성(얼굴의 개별 특징 간의 구조적 관계)에 의존하는 얼굴 간의 차이를 구별하는 특정 과정을 개발한다고 가설이 세워졌다.
붉은털원숭이와 침팬지 모두 대처 효과를 경험한다는 증거가 있으며, 이는 얼굴 처리에 관여하는 일부 뇌 메커니즘이 3천만 년 이상 전에 공통 조상에서 진화했을 가능성을 제기한다.
얼굴 지각에서의 대처 효과의 기본 원리는 생물학적 움직임에도 적용되었다. 전체 형상이 뒤집혔을 때 개별 점의 국부적인 반전은 인식하기 어렵고, 어떤 경우에는 거의 불가능하다.
대처 효과 추가 연구
대처 착시는 얼굴 인식의 심리학을 밝히는 데도 유용했다. 일반적으로 대처 착시를 이용한 실험은 똑바로 세워진 상태 또는 거꾸로 뒤집힌 상태에서 일관되지 않은 특징을 보는 데 필요한 시간을 조사한다. 이러한 측정은 전체적인 얼굴 이미지 처리의 특성을 결정하는 데 사용되었다.
똑바로 세워진 상태와 뒤집힌 상태 사이의 중간 각도를 조사하여, 연구는 착시가 점진적으로 또는 갑작스럽게 나타나는 것을 탐구했다. 대처 착시에 대한 민감성은 자폐 아동을 포함한 어린이들에게서 발견되었다.
그러나 선천성 안면인식장애를 가진 사람들은 그러한 상태가 없는 사람들에 비해 착시에 대한 전반적으로 훨씬 약한 반응을 보이는 것으로 나타났다. 그들의 반응 시간은 기괴한 얼굴의 방향에 약하게 선형적으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 이 마지막 관찰은 얼굴 인식에서 "구성 처리"를 담당하는 뇌 부분이 피질의 방추 얼굴 영역이며, 이는 선천성 및 후천성 조건 모두에서 영향을 받는다는 것을 시사한다.
토프-인골드 효과
토프-인골드 효과(Thorpe–Ingold effect) 또는 젬-다이메틸 효과(gem-dimethyl effect), 각도 압축(angle compression)은 화학에서 입체적 방해가 증가할수록 고리화 및 분자 내 반응을 촉진하는 현상이다. 이 효과는 1915년 고리화 반응 연구의 일환으로 비슬리, 토프, 인골드에 의해 처음 보고되었다. 이후 화학의 여러 분야로 일반화되었다.
다양한 2-하이드록시벤젠프로피온산의 락톤 형성(락톤화)의 비교 속도는 이 효과를 보여준다. 메틸기의 수가 증가할수록 고리화 과정이 가속화된다.
이 효과의 한 가지 응용은 알킬 사슬에 사차 탄소(예: gem-다이메틸기)를 추가하여 고리화 반응의 반응 속도 및 평형 상수를 증가시키는 것이다. 이에 대한 예로는 올레핀 복분해 반응이 있다. 펩타이드 폴다머 분야에서는 2-아미노이소뷰티르산과 같이 사차 탄소를 포함하는 아미노산 잔기가 특정 유형의 나선 형성을 촉진하는 데 사용된다.
토프-인골드 효과
이 효과에 대한 한 가지 제안된 설명은 치환기의 크기가 증가하면 그들 사이의 각도가 증가한다는 것이다. 결과적으로 다른 두 치환기 사이의 각도는 감소한다. 이들을 더 가깝게 이동시킴으로써 그들 사이의 반응이 가속화된다. 따라서 이는 동역학적 효과이다.
이 효과는 계산기내 변형 에너지가 사이클로뷰테인에서 1-메틸사이클로뷰테인 및 1,1-다이메틸사이클로뷰테인으로 갈 때 8 kcal/mole에서 1.5 kcal/mole 사이의 값으로 감소함에 따라 열역학적 기여도 일부 있다.
초분자 촉매작용에서 토프-인골드 효과의 주목할 만한 예는 구아니디늄 그룹을 가진 다이페닐메테인 유도체에 의해 제공된다. 이 화합물들은 RNA 모델 화합물 HPNP의 절단에 활성을 보인다. 원본 다이페닐메테인 스페이서의 메틸렌 그룹을 사이클로헥실리덴 및 아다만틸리덴 부분으로 치환하면 촉매 효율이 향상되며, 젬-다이알킬 효과 가속은 각각 4.5 및 9.1이다.
고장난 에스컬레이터 현상
고장난 에스컬레이터 현상(broken escalator phenomenon)은 작동하지 않는 에스컬레이터에 발을 디딜 때 일부 사람들이 보고하는 균형 상실, 혼란 또는 어지럼증의 감각이다. 에스컬레이터가 움직이지 않을 것이라는 것을 완전히 알고 있음에도 불구하고, 일시적으로 이상한 불균형 감각이 느껴진다고 한다.
이 현상은 참가자가 분명히 알고 있더라도, 움직이지 않는 플랫폼에 부적절하게 빠르게 발을 디디게 만든다는 것이 밝혀졌다.
피실험자들은 플랫폼이나 에스컬레이터가 현재 움직이지 않는다는 것을 완전히 알고 있음에도 불구하고, 뇌의 일부는 과거에 움직일 때 얻었던 경험에 따라 행동하며, 그 위에 발을 디디는 방법을 잘못 판단한다. 따라서 이 현상은 선언적 기억과 절차 기억이라는 인간의 뇌 기능의 분리성을 보여준다.
고장난 에스컬레이터 현상
고장난 에스컬레이터 현상은 움직이는 플랫폼에 올라서서 자신을 안정화할 때 취하는 자세를 재현하는 운동 후유증의 결과이다. 이 후유증은 2003년에 아돌포 브론스타인과 레이몬드 레이놀즈의 실험에서 연구되었으며, 이후 브론스타인과 동료들의 일련의 추가 실험을 통해 더욱 탐구되었다.
이 현상은 브라이언 심슨이 1992년에 처음 논의했으며, 그는 이를 "에스컬레이터 효과"라고 명명하고 실패한 기대의 지각적 결과로 보았다. 그는 이 현상이 던커 효과와 공통점이 있다고 생각했다. 그는 또한 정지된 에스컬레이터에서 내릴 때 경험하는 관련 감각에 대해서도 고려했다.
고장난 에스컬레이터 현상 초기 실험
브론스타인과 레이놀즈의 초기 실험은 피실험자들에게 정지된 썰매에 올라서게 하고(BEFORE 시도), 그 다음 움직이는 썰매에 올라서게 하고(MOVING 시도), 마지막으로 다시 정지된 썰매에 올라서게 함으로써(AFTER 시도) 고장난 에스컬레이터 현상의 조건을 재현하려고 시도했다. 모든 피실험자들은 AFTER 시도에서 정지된 썰매에 올라설 때 BEFORE 조건에 비해 몸통의 앞으로의 흔들림, 보행 속도 증가, 다리 근육 활동 증가(근전도 검사로 측정)로 특징지어지는 후유증을 경험했다. 모든 피실험자들은 자신의 행동에 놀라움을 표현했고 그 경험을 고장난 에스컬레이터에 올라서는 것과 비교했다.
고장난 에스컬레이터 현상 운동 적응
이 후유증은 운동 적응의 직접적인 결과로 밝혀졌다. 균형에 대한 외부 위협에 직면했을 때, 우리의 중추신경계는 자세를 안정화하기 위한 신경 과정을 촉발한다. 이 경우, 움직이는 에스컬레이터와 같은 움직이는 플랫폼에 올라설 때 사람들은 뒤로 넘어지는 것을 막기 위한 방법을 채택한다. 실험의 MOVING 시도에서는 이러한 방법들이 몸통의 앞으로의 흔들림, 걸음걸이 속도 증가, 다리 근전도 활동 증가로 구성되었다. 따라서 움직이는 에스컬레이터에 발을 디딜 때 우리는 균형에 대한 이 외부 위협에 맞서 자신을 안정화하기 위해 자세와 걸음걸이를 바꾼다.
후유증은 이 방법의 부적절한 표현으로 구성된다. AFTER 시도에서 피실험자들은 BEFORE 시도에서 했던 방식과 동일하게 정지된 썰매에 올라서는 대신 MOVING 시도와 유사한 방법을 채택했다. 이로 인해 썰매에 발을 디딜 때 부적절하게 빠르게 걷고 몸통을 과도하게 흔들어 어지러움을 느꼈다. 마찬가지로, 움직이지 않는 에스컬레이터에 올라설 때 사람들은 움직이는 에스컬레이터에 사용하는 것과 동일한 방법을 채택하여 거의 균형을 잃을 뻔한다.
고장난 에스컬레이터 현상 인지 및 운동 시스템 간의 해리
고장난 에스컬레이터 현상은 중추신경계의 선언적 기능과 절차적 기능 간의 해리 결과이다. 중추신경계는 에스컬레이터의 움직임에 적응할 수 있게 하지만, 이 운동 적응은 고장난 에스컬레이터에 올라설 때 부적절하게 표현된다. 에스컬레이터가 움직이지 않을 것이라는 것을 알고 있음에도 불구하고, 우리는 마치 움직임에 적응하려는 듯이 보행과 자세를 변경한다. 이는 우리의 선언적(인식적) 시스템과 절차적(운동계적) 시스템, 즉 우리가 아는 것과 우리가 하는 것 사이의 분리를 보여준다.
뇌에서 선언적 기억은 우리가 의식적으로 인식하는 기억을 처리하는 반면, 절차적 기억은 우리의 움직임을 처리한다. 고장난 것을 아는 에스컬레이터에 부적절하게 빠르게 올라서는 사실은 선언적 기억 없이 운동 적응이 일어난다는 증거이다. 운동 시스템은 인지적 통제 없이 작동하여 무의식적으로 후유증을 생성한다. 추가 실험의 피험자들은 의식적으로 자발적으로 억제하려고 시도하더라도 후유증을 억제할 수 없었다.
고장난 에스컬레이터 현상 선제적 자세 반응
브론스타인 외 연구진은 2013년에 발과 썰매의 접촉 전에도 후유증의 징후를 측정할 수 있다고 언급했으며, 이는 후유증이 그들이 '선제적 자세 반응'이라고 명명한 것임을 시사한다.
후유증은 균형에 대한 위협에 의해 유발되기보다는 위협을 예상한다는 점에서 선제적이다. 자세 제어는 일반적으로 외부 위협에 의해 생성된다. 예를 들어, 미끄러운 표면은 더 조심스러운 걸음걸이로 이어진다. 그러나 이 경우 자세 적응은 혐오적인 '만일을 대비한' 전략이다. 고장난 에스컬레이터에 올라설 때, 사람은 에스컬레이터가 움직일 경우 넘어지지 않도록 움직임을 예상한다. 사람은 가장 전략적인 선택으로 보이는 '최악의 시나리오'를 수행한다. 즉, 플랫폼이 움직이지 않을 것이라는 것을 알면서도 움직일 경우를 대비하는 것이 더 낫다.
실제로 운동 시스템과 인지 시스템 간의 구별 외에, 후유증을 유발하는 또 다른 요인은 공포 관련 메커니즘으로 주장되어 왔다. 에스컬레이터가 어떻게든 움직일 경우 넘어질 수 있다는 공포는 고장난 것을 알고 있음에도 불구하고 예방적 행동을 취하게 하기에 충분할 수 있다. 공포 관련 메커니즘은 실제로 인지적 통제에 영향을 받지 않는 것으로 알려져 있다.
고장난 에스컬레이터 현상 선제적 자세 반응
그러나 다른 실험에서는 피험자들이 MOVING 시도에서 발을 디딘 다리와 반대쪽 다리로 정지된 썰매에 올라섰을 때 후유증이 덜 강렬하다는 것을 보여주었다. 만약 후유증이 플랫폼이 움직일 것이라는 공포에 의해 생성되었다면, 피험자가 어떻게 썰매에 올라서든 항상 유발되었을 것이다. 따라서 이는 후유증이 주로 절차적 기억에 의해 생성되며, 적응 단계의 조건이 완벽하게 재현될 때 가장 강렬하게 나타남을 시사한다.
고장난 에스컬레이터 현상 후유증 '제동'
후유증은 스스로 생성된 자세 위협이며 처리되어야 한다. 균형에 미치는 영향을 줄이기 위한 '제동' 시스템이 없다면, 우리는 정지된 에스컬레이터에 올라설 때 넘어질 것이다.
균형에 대한 외부 위협은 전정 기관에 의해 처리된다. 그러나 2008년 실험에서는 전정 기능이 없는 피험자(미로 결함 피험자)의 후유증 강도가 정상 피험자보다 높지 않다는 것을 보여주었으며, 이는 전정 기관이 후유증 '제동'에 책임이 없음을 시사한다. 대신 첫 번째 AFTER 시도(후유증이 가장 강렬할 때)에서는 모든 피험자에게서 다리 EMG 활동 증가가 관찰된다. 이 증가는 무의식적으로 그리고 발과 썰매가 접촉하기 전에 생성된다. 따라서 후유증의 '제동'은 외부 위협에 의해 유발되기보다는 예측 과정이다. 중추신경계는 후유증이 발생할 것이며 균형을 위협할 것이라고 예상하고 위협을 처리하기 위한 메커니즘을 생성한다. 정지된 에스컬레이터에 올라설 때, 예측적 운동 메커니즘은 후유증을 약화시켜 우리가 넘어지지 않도록 방지한다.
우즐 효과
우즐 효과(Woozle effect) 또는 인용을 통한 증거(evidence by citation)는 어떤 주장을 뒷받침하지 못하는 출처가 널리 인용되어 그 주장에 과도한 신뢰성을 부여할 때 발생한다. 만약 결과가 재현되지 않고, 핵심 주장이 원본 출판물에서 제대로 뒷받침되지 않았다는 것을 아무도 알아채지 못하면, 잘못된 가정이 추가 연구에 영향을 미칠 수 있다.
우즐 효과는 언론 분야의 순환인용과 다소 유사하다. 순환인용에서는 누군가 의심스러운 주장을 하고, 언론인이 그 주장의 모호하고 신뢰할 수 없는 출처를 인식하지 못한 채 무심코 그 주장을 받아들여 재출판한다. 그러면 다른 언론인들과 대중은 그 뒷받침되지 않은 주장을 계속해서 반복하고 복제한다.
우즐 효과 기원과 정의
우즐은 1926년에 출판된 A. A. 밀른의 책 곰돌이 푸에 나오는 가상의 캐릭터이다. 세 번째 장 "푸와 피글렛이 사냥을 떠나 거의 우즐을 잡을 뻔하다"에서, 곰돌이 푸와 피글렛은 눈에 남겨진 발자국을 따라가며 그것이 우즐이라는 가상의 동물의 발자국이라고 믿는다. 발자국은 계속해서 늘어나고, 크리스토퍼 로빈이 그들에게 그들이 숲 주위를 원을 그리며 자기 발자국을 따라가고 있었다고 설명해준다.
"우즐 효과"라는 특정 용어가 도입되기 전에도, 그 근본 개념은 60년 이상 전으로 거슬러 올라간다. 베번(Bevan, 1953)은 심리학 분야의 과학적 방법론과 연구 오류에 대해 쓰면서 "과학적 우즐 사냥꾼"이라는 용어를 사용한다. 볼윌(Wohlwill, 1963)은 사회 과학 연구에서 "우즐 사냥"을 언급하고, 스티븐스(Stevens, 1971)는 잘못 인용된 편지 연구에서 독자들에게 우즐에 대해 경고한다.
우즐 효과 기원과 정의
"우즐 효과"라는 용어는 1979년 베벌리 D. 호튼이 패널 토론 중에 "...[당시] 사실상 존재하지 않던 문헌과 대중 언론에서 등장하는 폭행자의 신화/원형에 대한 급증하는 믿음을 비판하기 위해" 만들어졌다. 최근에는 그녀가 이 효과를 "축적으로 인한 구체화"라고 묘사했다. 다른 연구자들은 이 용어를 리처드 겔레스(1980)와 겔레스와 머레이 A. 스트라우스(1988)에 귀속시키기도 한다. 겔레스와 스트라우스는 우즐 효과가 사회 과학 내에서 관찰되는 편향의 패턴을 설명하며, 이는 개인 및 대중의 인식, 학계, 정책 결정, 정부에 여러 오류를 초래한다고 주장한다.