Meðal vísindamanna sem helguðu sig skammtafræði, er einna athyglisverðast fyrir fræga þversögn kattarins schrödinger. Hann hét fullu nafni Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger sem var austurrískur eðlisfræðingur fæddur í Vín 12. ágúst 1887. Hann hlaut Paul Dirac, pólsku Nóbelsverðlaunin fyrir eðlisfræði ölduaðgerða sem kallast Schrödinger jöfnu. Nóbelsverðlaun hans voru veitt árið 1933 þegar mest var á ferli hans sem skammtafræðingur.
Í þessari grein ætlum við að segja þér allt sem þú þarft að vita um ævisöguna og þversögn Schrödinger.
Schrödinger ævisaga
Hann er eðlisfræðingur sem var upphaf skammtafræðinnar og var þekktur fyrir ótrúlega hugsunartilraun. Allt þetta kom upp vegna bréfaskipta við Albert Einstein árið 1935. Hann hlaut doktorsgráðu sína í fræðileg eðlisfræði í gegnum Vínarháskóla árið 1910. Hann var þátttakandi í fyrri heimsstyrjöldinni sem stórskotaliðsforingi árið 1914.
Ýmsar greinar í Annals of Physics tímaritinu hafa verið birtar um vandamálið sem felst í magni eiginvigra. Þegar hann útfærði nánar jöfnuna með eiginvektum varð hún að Schrödinger jöfnu. Síðar yfirgaf hann Þýskaland og fór til Englands vegna nazisma og gyðingahaturs. Það var í Oxford háskóla sem hann hlaut Nóbelsverðlaunin.
Síðar, árið 1936, sneri hann aftur til Austurríkis til að vinna við háskólann í Graz.
Skammtafræði og framfarir
Í skammtafræði geturðu ekki vitað nákvæmlega gildi breytu án þess að mæla hana í raun fyrst. Stærðfræðikenning lýsir ástandi með togi, hraða og stöðu af fullkominni nákvæmni. Hins vegar er bylgjufall betra með því að reikna líkurnar á því að finna ögnina á ákveðnum tímapunkti og á ákveðnum tíma. Þess vegna gat eðli líkinda í skammtafræði verið að spá fyrir um að agnir væru líka bylgjur og punktar en ekki bara efni.
Meðal orða Schrödinger finnum við þessa málsgrein sem segir eftirfarandi:
«Ég fæddist í umhverfi, ég veit ekki hvaðan ég kem eða hvert ég er að fara eða hver ég er. Þetta er staða mín sem þín, fyrir hvert og eitt ykkar. Sú staðreynd að hver maður hefur alltaf verið í þessum aðstæðum og kennir mér alltaf ekkert. Allt sem við getum fylgst með sjálfum okkur varðandi brennandi spurningar um uppruna okkar og örlög, þetta er umhverfið. Þess vegna eru þeir fúsir til að finna í því allt sem við getum. Þetta er það sem vísindi, þekking, þekking er það sem er hin sanna uppspretta andlegrar viðleitni mannsins.
Við reynum að uppgötva hvað við getum um það staðbundna og tímalega samhengi sem við fæðumst í. Og í þessu átaki finnum við gleði, okkur finnst það mjög áhugavert ».
Köttur Schrödinger
Eftir allar framfarir í vísindum sem Schrödinger leggur til er eitt sem hefur orðið frægara og enn viðvarandi í dag. Það er um kött Schrödinger. Það er langvinsælasta þversögnin í skammtafræði. Það hefur mismunandi afbrigði. Við skulum sjá hverjar þær eru: það var lagt til af Erwin Schrödinger árið 1935 í hugsunartilraun sem sýnir okkur hversu hugljúfur skammtafjöldinn getur verið.
Þversögnin byrjar á því að ímynda sér kött inni í alveg ógegnsæjum kassa. Inni í því var sett upp vélbúnaður sem tengir rafeindaskynjara við hamar. Rétt fyrir neðan hamarinn er sett hettuglas úr gleri með eiturskammti banvænum fyrir köttinn. Ef skynjarinn tekur rafeind getur hann virkjað vélbúnaðinn sem veldur því að hamarinn fellur og brýtur eitur hettuglasið.
Svo er rafeind rekinn og rökrétt geta nokkrir hlutir gerst. Í fyrsta lagi gæti skynjarinn tekið upp rafeindina og virkjað vélbúnaðinn fyrir hamarinn til að falla og losað eitrið. Ef skynjarinn tekur upp rafeind er það nóg til að virkja vélbúnaðinn. Í þessu tilfelli, kötturinn andar að sér eitrinu og deyr. Þegar við opnum kassann í dag ætlum við að finna dauða köttinn.
Annar möguleiki sem getur komið fram er að rafeindin beygir aðra leið og skynjarinn fangar hana ekki. Á þennan hátt er gangverkið eða ekki virkjað og flöskan brotnar ekki. Svona er kötturinn enn á lífi. Í þessu tilfelli, þegar þú opnar kassann, mun þetta dýr birtast heilbrigt.
Svo langt er allt rökrétt. Enda er það tilraun sem Þú hefur 50% líkur á að dýrið endi lifandi eða dautt. Hins vegar deilir skammtafræðin skynsemi okkar.
Skýring þversagnarinnar
Rafeindin er bæði bylgja og agna. Til þess að skilja hve vel við verðum að vita að rafeindin skýtur út eins og byssukúla en jafnframt á sama tíma og bylgja. Það er svipað og öldurnar sem myndast þegar við hendum steini í poll. Nefnilega, það getur farið mismunandi leiðir á sama tíma. Þau eru ekki með, heldur skarast alveg eins og gára myndi skarast í vatnslaug. Svo það tekur leið skynjarans en á sama tíma tekur það líka gagnstæða leið.
Ef rafeindin greinist deyr kötturinn. Á sama tíma verður ekki vart við hann og er enn á lífi. Á lotukerfinu, við sjáum að báðar líkurnar eru uppfylltar samtímis og við vitum ekki hvort dýrið endar lifandi eða dautt í einu. Bæði ríkin eru jöfn að raun og veru. En þegar við opnum kassann sjáum við aðeins dauðan eða lifandi.
Ef báðar líkurnar eru sannar og eru sannar, af hverju sjáum við þá bara einn? Skýringin er sú að tilraunin notar lögmál skammtafræðinnar. Hins vegar er kötturinn ekki skammtakerfi. Og það er að skammtafræðin hafi starfað á undirstofnaskala og aðeins við vissar aðstæður. Nefnilega, gildir aðeins fyrir ákveðnar einangraðar agnir. Hvert samspil við umhverfi gerir lög skammtafræðinnar ekki við.
Margar agnir hafa samskipti sín á milli og því er ekki hægt að beita skammtafræði á hinn raunverulega og stóra heim eins og það gerist með dæminu um þetta dýr. Þú getur heldur ekki beitt þessum lögum þegar það er heitt. Kötturinn er heitt mál og við, með því að opna kassann til að fylgjast með niðurstöðunni, erum í samskiptum og menga prófið. Sú staðreynd að fylgjast með mengar tilraunina og skilgreinir veruleika miðað við hina.
Ég vona að með þessum upplýsingum geti þú lært meira um Schrödinger og afköst hans.