Tra gli scienziati che si sono dedicati alla fisica quantistica, uno dei più notevoli per il famoso paradosso del gatto è Schròdinger. Il suo nome completo era Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, un fisico austriaco nato a Vienna il 12 agosto 1887. Fu insignito di Paul Dirac, il premio Nobel polacco per la fisica dell'azione delle onde chiamato equazione di Schrödinger. Il suo premio Nobel è stato assegnato nel 1933 al culmine della sua carriera come fisico quantistico.
In questo articolo ti diremo tutto ciò che devi sapere sulla biografia e sul paradosso del gatto di Schrödinger.
Biografia di Schrödinger
È un fisico che era all'origine della fisica quantistica ed era noto per il suo straordinario esperimento mentale. Tutto questo è nato a seguito di una corrispondenza con Albert Einstein nel 1935. Ha conseguito il dottorato in fisica teorica attraverso l'Università di Vienna nel 1910. Ha partecipato alla prima guerra mondiale come ufficiale di artiglieria nel 1914.
Vari articoli sulla rivista Annals of Physics sono stati pubblicati sul problema coinvolto nella quantificazione degli autovettori. Una volta che ha ulteriormente elaborato l'equazione con gli autovettori, è diventata l'equazione di Schrödinger. Successivamente lasciò la Germania e andò in Inghilterra a causa del nazismo e dell'antisemitismo. È stato all'Università di Oxford che ha ricevuto il premio Nobel.
Successivamente, nel 1936, tornò in Austria per lavorare all'Università di Graz.
Fisica quantistica e progressi
Nella meccanica quantistica non è possibile conoscere esattamente il valore di un parametro senza prima misurarlo effettivamente. La teoria matematica descrive uno stato mediante coppia, velocità e posizione con assoluta precisione. Tuttavia, una funzione d'onda è migliore in base alla quale è possibile calcolare la probabilità di trovare la particella in un determinato punto e in un determinato momento. Pertanto, la natura della probabilità nella meccanica quantistica è stata in grado di prevedere che le particelle sono anche onde e punti e non solo materiali.
Tra le parole di Schrödinger troviamo questo paragrafo che dice quanto segue:
«Sono nato in un ambiente, non so da dove vengo né dove vado né chi sono. Questa è la mia situazione come la vostra, per ciascuno di voi. Il fatto che ogni uomo sia sempre stato in questa situazione e non mi insegni sempre nulla. Tutto ciò che possiamo osservare noi stessi sulle scottanti domande sulla nostra origine e sul nostro destino, questo è l'ambiente. Questo è il motivo per cui sono ansiosi di trovare tutto ciò che possiamo. Questo è ciò che la scienza, la conoscenza, la conoscenza è la vera fonte di tutti gli sforzi spirituali dell'uomo.
Cerchiamo di scoprire quello che possiamo sul contesto spaziale e temporale in cui siamo nati in cui ci collochiamo. E in questo sforzo troviamo gioia, lo troviamo molto interessante ».
Il gatto di Schrödinger
Dopo tutti i progressi scientifici apportati da Schrödinger, ce n'è uno che è diventato più famoso e che persiste ancora oggi. Si tratta del gatto di Schrödinger. È di gran lunga il paradosso più popolare nella fisica quantistica. Ha diverse varianti. Vediamo cosa sono: fu proposto da Erwin Schrödinger nel 1935 in un esperimento mentale che ci mostra quanto possa essere sconcertante il mondo quantistico.
Il paradosso inizia immaginando un gatto all'interno di una scatola completamente opaca. Al suo interno è stato installato un meccanismo che collega un rilevatore di elettroni a un martello. Appena sotto il martello viene posta una fiala di vetro con una dose di veleno letale per il gatto. Se il rilevatore rileva un elettrone, può attivare il meccanismo che fa cadere il martello e rompe la fiala di veleno.
Quindi viene attivato un elettrone e logicamente possono accadere diverse cose. In primo luogo, il rilevatore può raccogliere l'elettrone e attivare il meccanismo di caduta del martello e rilascio del veleno. Se il rilevatore rileva un elettrone, è sufficiente attivare il meccanismo. In questo caso, il gatto inala il veleno e muore. Quando apriremo la scatola oggi troveremo il gatto morto.
Un'altra possibilità che può verificarsi è che l'elettrone pieghi un altro percorso e il rilevatore non lo catturi. In questo modo il meccanismo o non si attiva e la bottiglia non si rompe. È così che il gatto è ancora vivo. In questo caso, quando apri la scatola, questo animale apparirà sano e salvo.
Finora tutto è logico. Dopotutto, è un esperimento quello Hai una probabilità del 50% che l'animale finisca vivo o morto. Tuttavia, la fisica quantistica sfida il nostro buon senso.
Spiegazione del paradosso
L'elettrone è sia un'onda che una particella. Per capire quanto bene dobbiamo sapere che l'elettrone spara come un proiettile ma allo stesso tempo come un'onda. È simile alle onde che si formano quando gettiamo un sasso in una pozzanghera. Vale a dire, può prendere percorsi diversi contemporaneamente. Non sono inclusi, ma piuttosto si sovrappongono proprio come le increspature si sovrappongono in una pozza d'acqua. Quindi prende il percorso del rivelatore ma allo stesso tempo prende anche il percorso opposto.
Se viene rilevato l'elettrone, il gatto muore. Allo stesso tempo, non verrà rilevato ed è ancora vivo. Su scala atomica, vediamo che entrambe le probabilità sono soddisfatte simultaneamente e non sappiamo se l'animale finisce vivo o morto subito. Entrambi gli stati sono uguali in reale e probabile. Tuttavia, quando apriamo la scatola vediamo solo vivi o morti.
Se entrambe le probabilità sono vere e sono vere, perché ne vediamo solo una? La spiegazione è che l'esperimento applica le leggi della fisica quantistica. Tuttavia, il gatto non è un sistema quantistico. Ed è che la fisica quantistica ha agito su scala subatomica e solo in determinate condizioni. Vale a dire, valido solo per alcune particelle isolate. Qualsiasi interazione con un ambiente rende le leggi della fisica quantistica non applicabili.
Molte particelle interagiscono tra loro, quindi, il quantum non può essere applicato al mondo reale e grande come accade con l'esempio di questo animale. Né puoi applicare queste leggi quando fa caldo. Il gatto è materia calda e noi, aprendo la scatola per osservare il risultato, stiamo interagendo e contaminando il test. Il solo fatto di osservare contamina l'esperimento e definisce una realtà rispetto al resto.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più su Schrödinger e le sue imprese.