Kvantfüüsikale pühendunud teadlaste seas on kassi kuulsa paradoksi poolest üks tähelepanuväärsemaid Schrodinger. Tema täielik nimi oli Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, kes oli 12. augustil 1887. aastal Viinis sündinud Austria füüsik. Talle anti Schrödingeri võrrandiks nimetatud Poola laineefüüsika Nobeli preemia Paul Dirac. Tema Nobeli preemia anti 1933. aastal kvantfüüsiku karjääri tippajal.
Selles artiklis räägime teile kõigest, mida peate teadma eluloo ja Schrödingeri kassi paradoksi kohta.
Schrödingeri elulugu
Ta on füüsik, kes oli kvantfüüsika alguspunkt ja oli tuntud oma hämmastava mõttekatse tõttu. Kõik see tekkis kirjavahetuse tulemusena Albert Einsteiniga 1935. aastal. Ta sai doktorikraadi aastal teoreetiline füüsika Viini ülikooli kaudu 1910. aastal. Ta oli Esimese maailmasõja osaline suurtükiväeohvitserina 1914. aastal.
Ajakirjas Annals of Physics on avaldatud mitmesuguseid artikleid omavektorite kvantifitseerimisega seotud probleemi kohta. Kui ta oli oma vektoritega võrrandi edasi töötanud, sai sellest Schrödingeri võrrand. Hiljem lahkus ta Saksamaalt ja läks Inglismaale natsismi ja antisemitismi tõttu. Just Oxfordi ülikoolis sai ta Nobeli preemia.
Hiljem, 1936, naasis ta Austriasse Grazi ülikooli tööle.
Kvantfüüsika ja edusammud
Kvantmehaanikas ei saa parameetri väärtust täpselt teada enne, kui seda tegelikult pole mõõtnud. Matemaatiline teooria kirjeldab olekut pöördemomendi, kiiruse ja asendi järgi täppistäpsusega. Parem on aga lainefunktsioon, mille abil saab arvutada osakese leidmise tõenäosuse teatud punktis ja teatud ajahetkel. Seetõttu suutis kvantmehaanika tõenäosuse olemus ennustada, et osakesed on ka lained ja punktid, mitte ainult materjalid.
Schrödingeri sõnade hulgast leiame selle lõigu, mis ütleb järgmist:
«Olen sündinud keskkonnas, ma ei tea, kust ma tulen või kuhu lähen või kes ma olen. See on minu kui teie olukord teie kõigi jaoks. See, et iga mees on alati sellises olukorras olnud ja ei õpeta mulle alati midagi. Kõik, mida saame jälgida oma päritolu ja saatuse kohta, see on keskkond. Sellepärast leiavad nad innukalt sellest kõike, mida suudame. See on teadus, teadmised, teadmised, mis on kõigi inimese vaimse tegevuse tõeline allikas.
Püüame avastada, mida saame oma ruumilises ja ajalises kontekstis, milles oleme sündinud, end leida. Ja selles pingutuses leiame rõõmu, see on meile väga huvitav ».
Schrödingeri kass
Pärast kõiki teaduse edusamme, mille Schrödinger on aidanud, on üks, mis on muutunud kuulsamaks ja püsib siiani. Jutt on Schrödingeri kassist. See on kvantfüüsikas ülekaalukalt populaarseim paradoks. Sellel on erinevaid variante. Vaatame, mis need on: selle pakkus välja 1935. aastal Erwin Schrödinger mõttekatse abil, mis näitab meile, kui kvantmaailm võib segadust tekitada.
Paradoks algab kassi kujutlemisest täiesti läbipaistmatu kasti sees. Selle sisse oli paigaldatud mehhanism, mis ühendab elektronidetektori haamriga. Vahetult haamri alla asetatakse klaasviaal kassile surmava mürgiannusega. Kui detektor võtab kätte elektroni, võib see aktiveerida mehhanismi, mis põhjustab haamri kukkumise ja mürgiviaali purunemise.
Siis lastakse elektron ja loogiliselt võttes võib juhtuda mitu asja. Esiteks võib detektor korjata elektroni ja aktiveerida haamri kukkumise mehhanismi ning vabastada mürk. Kui detektor võtab kätte elektroni, piisab mehhanismi aktiveerimisest. Sel juhul, kass hingab mürki sisse ja sureb. Täna kasti avades leiame surnud kassi.
Teine võimalus, mis võib tekkida, on see, et elektron painutab teist rada ja detektor ei haara seda. Sel viisil mehhanism või ei ole aktiveeritud ja pudel ei purune. Nii on kass endiselt elus. Sellisel juhul tundub kasti avades see loom terve ja terve.
Siiani on kõik loogiline. Päeva lõpuks on see eksperiment, mis Teil on 50% tõenäosus, et loom lõpeb elusana või surnuna. Kvantfüüsika aga trotsib meie tervet mõistust.
Paradoksi selgitus
Elektron on nii laine kui ka osake. Selleks, et mõista, kui hästi peame teadma, et elektron tulistab välja nagu kuul, kuid samal ajal ka nagu laine. See sarnaneb lainetega, mis tekivad, kui viskame kivi lompi. Nimelt see võib samaaegselt liikuda erinevatel radadel. Neid ei kaasata, vaid need kattuvad pigem nagu veekogus kattuvad lainetused. Nii et see läheb detektori teed, kuid samal ajal ka vastupidist rada.
Elektroni avastamise korral sureb kass. Samal ajal ei kavatse teda tuvastada ja ta on endiselt elus. Aatomi skaalal näeme, et mõlemad tõenäosused täidetakse üheaegselt ja me ei tea, kas loom lõpeb elusana või surnuna korraga. Mõlemad olekud on tegelikus ja tõenäolises mõttes võrdsed. Kasti avades näeme aga ainult surnut või elusat.
Kui mõlemad tõenäosused on tõesed ja vastavad tõele, miks me näeme ainult ühte? Selgituseks on see, et katses rakendatakse kvantfüüsika seadusi. Kass pole siiski kvantsüsteem. Ja see on see, et kvantfüüsika toimis subatoomilises ulatuses ja ainult teatud tingimustel. Nimelt kehtib ainult teatud isoleeritud osakeste kohta. Igasugune suhtlus keskkonnaga muudab kvantfüüsika seadused kohaldamatuks.
Paljud osakesed suhtlevad omavahel, seetõttu ei saa kvanti rakendada reaalses ja suures maailmas, nagu see juhtub selle looma näitel. Samuti ei saa te neid seadusi rakendada, kui see on kuum. Kass on kuum aine ja me, avades tulemuse jälgimiseks kasti, suhtleme testiga ja saastame seda. Ainuüksi vaatlemise fakt saastab eksperimenti ja määratleb reaalsuse võrreldes muuga.
Loodan, et selle teabe abil saate Schrödingeri ja tema ekspluateerimise kohta rohkem teada saada.