Wśród naukowców, którzy poświęcili się fizyce kwantowej, jednym z najbardziej znanych ze względu na słynny paradoks kota jest schrödingera. Nazywał się Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, austriacki fizyk urodzony w Wiedniu 12 sierpnia 1887 roku. Został uhonorowany Paulem Dirac, Polską Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki fal, zwaną równaniem Schrödingera. Jego Nagroda Nobla została przyznana w 1933 roku u szczytu kariery fizyka kwantowego.
W tym artykule powiemy Ci wszystko, co musisz wiedzieć o biografii i paradoksie kota Schrödingera.
Biografia Schrödingera
Jest fizykiem, który był początkiem fizyki kwantowej i był znany ze swojego niesamowitego eksperymentu myślowego. Wszystko to powstało w wyniku korespondencji z Albertem Einsteinem w 1935 roku. Doktorat uzyskał w r fizyka teoretyczna na Uniwersytecie Wiedeńskim w 1910 roku. Brał udział w I wojnie światowej jako oficer artylerii w 1914 roku.
W czasopiśmie Annals of Physics opublikowano różne artykuły na temat problemu związanego z kwantyfikacją wektorów własnych. Kiedy dalej opracował równanie z wektorami własnymi, stało się ono równaniem Schrödingera. Później opuścił Niemcy i wyjechał do Anglii z powodu nazizmu i antysemityzmu. Nagrodę Nobla otrzymał na Uniwersytecie Oksfordzkim.
Później, w 1936 r., Wrócił do Austrii, aby pracować na Uniwersytecie w Grazu.
Fizyka kwantowa i postępy
W mechanice kwantowej nie można dokładnie poznać wartości parametru bez jego wcześniejszego pomiaru. Teoria matematyczna opisuje stan za pomocą momentu obrotowego, prędkości i położenia z pełną precyzją. Jednak lepsza jest funkcja falowa, dzięki której można obliczyć prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w określonym punkcie i w określonym czasie. Dlatego natura prawdopodobieństwa w mechanice kwantowej była w stanie przewidzieć, że cząstki są również falami i punktami, a nie tylko materiałami.
Wśród słów Schrödingera znajdujemy ten akapit, który mówi, co następuje:
«Urodziłem się w środowisku, nie wiem, skąd pochodzę, dokąd zmierzam ani kim jestem. To jest moja sytuacja, tak jak twoja, dla każdego z was. To, że każdy człowiek zawsze był w takiej sytuacji i zawsze niczego mnie nie uczy. Wszystko, co możemy obserwować w związku z palącymi pytaniami o nasze pochodzenie i przeznaczenie, to jest środowisko. Dlatego chętnie znajdują w nim wszystko, co tylko możemy. To właśnie nauka, wiedza, wiedza jest prawdziwym źródłem wszystkich duchowych przedsięwzięć człowieka.
Próbujemy odkryć, co możemy w kontekście przestrzennym i czasowym, w którym się urodziliśmy, w którym się lokalizujemy. I w tym wysiłku znajdujemy radość, bardzo nas to interesuje ».
Kot Schrödingera
Po wszystkich postępach w nauce, których dokonał Schrödinger, jest jedna, która stała się bardziej znana i nadal istnieje. Chodzi o kota Schrödingera. Jest to zdecydowanie najpopularniejszy paradoks w fizyce kwantowej. Ma różne warianty. Zobaczmy, jakie one są: zaproponował je Erwin Schrödinger w 1935 roku w eksperymencie myślowym, który pokazuje nam, jak niepokojący może być świat kwantowy.
Paradoks zaczyna się od wyobrażenia sobie kota w całkowicie nieprzezroczystym pudełku. Wewnątrz został zainstalowany mechanizm, który łączy detektor elektronów z młotkiem. Tuż pod młotkiem umieszczona jest szklana fiolka z dawką śmiertelnej dla kota trucizny. Jeśli detektor wychwyci elektron, może aktywować mechanizm powodujący upadek młota i rozbicie fiolki z trucizną.
Następnie wystrzeliwuje się elektron i logicznie rzecz biorąc, może się wydarzyć kilka rzeczy. Po pierwsze, detektor może odebrać elektron i aktywować mechanizm opadania młota i uwolnienia trucizny. Jeśli detektor wychwyci elektron, wystarczy aktywować mechanizm. W tym przypadku, kot wdycha truciznę i umiera. Kiedy dzisiaj otworzymy pudełko, znajdziemy martwego kota.
Inną możliwością, która może wystąpić, jest to, że elektron zakrzywia inną ścieżkę, a detektor jej nie przechwytuje. W ten sposób mechanizm nie jest aktywowany i butelka nie pęka. W ten sposób kot wciąż żyje. W takim przypadku po otwarciu pudełka to zwierzę pojawi się bezpiecznie.
Jak dotąd wszystko jest logiczne. Ostatecznie jest to eksperyment Masz 50% szans, że zwierzę będzie żywe lub martwe. Jednak fizyka kwantowa przeczy naszemu zdrowemu rozsądkowi.
Wyjaśnienie paradoksu
Elektron jest zarówno falą, jak i cząstką. Aby zrozumieć, jak dobrze, musimy wiedzieć, że elektron wystrzeliwuje jak pocisk, ale jednocześnie jak fala. Podobnie jest z falami, które powstają, gdy wrzucimy kamień do kałuży. Mianowicie, może obrać różne ścieżki w tym samym czasie. Nie są uwzględniane, ale raczej zachodzą na siebie, tak jak zmarszczki zachodzą na siebie w kałuży wody. Tak więc obiera ścieżkę detektora, ale jednocześnie obiera również przeciwną ścieżkę.
Jeśli elektron zostanie wykryty, kot umiera. Jednocześnie nie zostanie wykryty i nadal żyje. W skali atomowej widzimy, że oba prawdopodobieństwa są spełnione jednocześnie i nie wiemy, czy zwierzę przeżyje, czy umrze od razu. Oba stany są równe pod względem realnym i prawdopodobnym. Jednak kiedy otwieramy pudełko, widzimy tylko martwych lub żywych.
Jeśli oba prawdopodobieństwa są prawdziwe i są prawdziwe, dlaczego widzimy tylko jedno? Wyjaśnieniem jest to, że eksperyment stosuje prawa fizyki kwantowej. Jednak kot nie jest systemem kwantowym. I to właśnie fizyka kwantowa działała w skali subatomowej i tylko w określonych warunkach. Mianowicie, obowiązuje tylko dla niektórych izolowanych cząstek. Każda interakcja ze środowiskiem powoduje, że prawa fizyki kwantowej nie mają zastosowania.
Wiele cząstek oddziałuje ze sobą, dlatego kwant nie może być zastosowany do rzeczywistego i dużego świata, jak to ma miejsce na przykładzie tego zwierzęcia. Nie możesz też stosować tych praw, gdy jest gorąco. Kot jest gorącą materią, a my, otwierając pudełko, aby obserwować wynik, wchodzimy w interakcje i zanieczyszczamy test. Sam fakt obserwacji zanieczyszcza eksperyment i definiuje rzeczywistość w porównaniu z resztą.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o Schrödingerze i jego wyczynach.