Šredingerov misaoni eksperiment s mačkom. Schrödingerova mačka i njegova teška sudbina

Postoji mala količina radioaktivne supstance, tako mali, u roku od sat vremena Možda samo jedan atom će se raspasti, ali sa istom verovatnoćom se možda neće raspasti; ako se to dogodi, cijev za očitavanje se isprazni i relej se aktivira, otpuštajući čekić, koji razbija bocu s cijanovodoničnom kiselinom. Ako ceo ovaj sistem ostavite sam sebi na sat vremena, onda možemo reći da će mačka biti živa nakon ovog vremena, čim atom se neće raspasti. Već prvi dezintegracija atoma otrovala bi mačku. Psi-funkcija sistema kao celine će to izraziti mešanjem ili mazanjem žive i mrtve mačke (oprostite na izrazu) u jednakim delovima.

Tipično je u takvim slučajevima da je neizvjesnost u početku ograničena atomski svet, pretvara se u makroskopsku nesigurnost, koja može biti eliminisan kroz direktno posmatranje. To nas sprečava da naivno prihvatimo „model zamućenja“ kao odraz stvarnosti. Ovo samo po sebi ne znači ništa nejasno ili kontradiktorno. Postoji razlika između zamućene fotografije ili fotografije van fokusa i fotografije oblaka ili magle.

Originalni tekst(Njemački)

Man kann auch ganz burleske Fälle konstruieren. Eine Katze wird in eine Stahlkammer gesperrt, zusammen mit folgender Höllenmaschine (die man gegen den direkten Zugriff der Katze sichern muß): in einem Geigerschen Zählrohr befindet sich eine winzige Menge radioaktiver Substan tako wenig, daß im Laufe einer Stunde vielleicht eines von den Atomen zerfällt, ebenso wahrscheinlich aber auch keines; geschieht es, so spricht das Zählrohr an und betätigt über ein Relais ein Hämmerchen, das ein Kölbchen mit Blausäure zertrümmert. Hat man dieses ganze System eine Stunde lang sich selbst überlassen, so wird man sich sagen, daß die Katze noch lebt, wenn inzwischen kein Atom zerfallen ist. Der erste Atomzerfall würde sie vergiftet haben. Die ψ -Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze (s.v.v.) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind.
Das Typische an solchen Fällen ist, daß eine ursprünglich auf den Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt, die sich dann durch direkte Beobachtung entscheiden läßt. Das hindert uns, in so naiver Weise ein “verwaschenes Modell” als Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen. An sich enthielte es nichts Unklares oder Widerspruchsvolles. Es ist ein Unterschied zwischen einer verwackelten oder unscharf eingestellten Photographie und einer Aufnahme von Wolken und Nebelschwaden.

Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro ne posmatra, tada se njegovo stanje opisuje superpozicijom (miješanjem) dva stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji je i živa i mrtva u isto vrijeme. Ako se kutija otvori, tada eksperimentator može vidjeti samo jedno specifično stanje - "jezgro se raspalo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

Pitanje glasi ovako: kada sistem prestaje da postoji kao mešavina dva stanja i bira jedno određeno? Svrha eksperimenta je pokazati da je kvantna mehanika nepotpuna bez nekih pravila koja ukazuju pod kojim uvjetima se valna funkcija urušava, a mačka ili postaje mrtva ili ostaje živa, ali prestaje biti mješavina oboje.

Pošto je jasno da mačka mora biti ili živa ili mrtva (ne postoji stanje koje spaja život i smrt), slično će biti i za atomsko jezgro. Mora biti ili raspadnut ili neiskvaren.

U velikim složenim sistemima koji se sastoje od mnogo milijardi atoma, dekoherencija se javlja gotovo trenutno, i iz tog razloga mačka ne može biti ni mrtva ni živa tokom bilo kojeg mjerljivog vremena. Proces dekoherencije je bitna komponenta eksperimenta.

Originalni članak objavljen je 1935. Svrha članka bila je raspraviti paradoks Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), koji su objavili Einstein, Podolsky i Rosen ranije te godine. Označeni članci EPR i Schrödinger čudna priroda„kvantna zapetljanost“ (njem. Verschränkung, engleski quantum entanglement, termin koji je uveo Schrödinger), karakteristična za kvantna stanja koja su superpozicija stanja dva sistema (na primjer, dvije subatomske čestice).

Kopenhaška interpretacija

Zapravo, Hawking i mnogi drugi fizičari smatraju da je tumačenje kvantne mehanike Kopenhaške škole neopravdano u naglašavanju uloge posmatrača. Konačno jedinstvo među fizičarima po ovom pitanju još uvijek nije postignuto.

Paralelizacija svetova u svakom trenutku odgovara pravom nedeterminističkom automatu, za razliku od verovatnog, kada se u svakom koraku bira jedan od mogućih puteva u zavisnosti od njihove verovatnoće.

Wignerov paradoks

Ovo je komplikovana verzija Schrödingerovog eksperimenta. Eugene Wigner je uveo kategoriju "prijatelja". Nakon završetka eksperimenta, eksperimentator otvara kutiju i vidi živu mačku. Vektor stanja mačke u trenutku otvaranja kutije prelazi u stanje „jezgro se nije raspalo, mačka je živa“. Tako je u laboratoriji mačka prepoznata kao živa. Izvan laboratorije je Prijatelju. Prijatelju još ne zna da li je mačka živa ili mrtva. Prijatelju prepoznaje mačku kao živu tek kada mu eksperimentator kaže ishod eksperimenta. Ali svi ostali Prijatelji mačka još nije prepoznata kao živa i bit će prepoznata tek kada budu obaviješteni o rezultatu eksperimenta. Dakle, mačka se može prepoznati kao potpuno živa (ili potpuno mrtva) samo kada svi ljudi u svemiru znaju rezultat eksperimenta. Do ovog trenutka, na skali Velikog svemira, mačka, prema Wigneru, ostaje živa i mrtva u isto vrijeme

Svi smo čuli za čuvenog Schrödingerovog mačka, ali znamo li kakva je on zapravo mačka? Hajde da to shvatimo i pokušamo da pričamo o čuvenoj Schrödingerovoj mački jednostavnim riječima.

Schrödinger's Cat je eksperiment koji je proveo Erwin Schrödinger, jedan od osnivača kvantne mehanike. A ovo nije obično fizički eksperiment, A mentalno.

Mora se priznati da je Erwin Schrödinger bio čovjek s vrlo bogatom maštom.

Dakle, šta imamo kao zamišljenu osnovu za izvođenje eksperimenta? Mačka je smeštena u kutiju. U kutiji se nalazi i Geigerov brojač sa vrlo malim količinama radioaktivnog materijala. Količina supstance je takva da je verovatnoća raspada i neraspada jednog atoma u roku od jednog sata ista. Ako se atom raspadne, aktivirat će se poseban mehanizam koji će razbiti bocu s cijanovodoničnom kiselinom, a jadna mačka će umrijeti. Ako ne dođe do raspadanja, mačka će nastaviti mirno sjediti u kutiji i sanjati kobasice.

Šta je suština Schrödingerove mačke? Zašto uopće dolaziti do tako nadrealnog iskustva?

Prema rezultatima eksperimenta, saznajemo da li je mačka živa ili ne tek kada otvorimo kutiju. Sa stanovišta kvantne mehanike, mačka (poput atoma materije) je istovremeno u dva stanja istovremeno - i živa i mrtva u isto vrijeme. Ovo je poznati paradoks Schrödingerove mačke.

Naravno, to ne može biti. Erwin Schrödinger je postavio ovaj misaoni eksperiment kako bi pokazao nesavršenost kvantne mehanike u prijelazu sa subatomskih na makroskopske sisteme.

Evo Schrödingerove vlastite formulacije:

Također možete konstruirati slučajeve u kojima je prilično burleska. Neka mačka bude zaključana u čeličnoj komori zajedno sa sljedećom đavolskom mašinom (koja mora postojati bez obzira na intervenciju mačke): unutar Geigerovog brojača nalazi se sićušna količina radioaktivne tvari - tako mala da se samo jedan atom može raspasti za sat vremena , ali sa istom vjerovatnoćom se možda neće raspasti; ako se to dogodi, cijev za očitavanje se isprazni i relej se aktivira, otpuštajući čekić, koji razbija bocu s cijanovodoničnom kiselinom.

Ako cijeli ovaj sistem ostavimo sam sebi na sat vremena, onda možemo reći da će mačka biti živa i nakon tog vremena, sve dok se atom ne raspadne. Već prvi dezintegracija atoma otrovala bi mačku. Psi-funkcija sistema kao celine će to izraziti mešanjem ili mazanjem žive i mrtve mačke (oprostite na izrazu) u jednakim delovima. Ono što je tipično u takvim slučajevima jeste da se neizvesnost prvobitno ograničena na atomski svet transformiše u makroskopsku neizvesnost, koja se može eliminisati direktnim posmatranjem. To nas sprečava da naivno prihvatimo „model zamućenja“ kao odraz stvarnosti. Ovo samo po sebi ne znači ništa nejasno ili kontradiktorno. Postoji razlika između zamućene fotografije ili fotografije van fokusa i fotografije oblaka ili magle.

Definitivno pozitivna stvar u ovom eksperimentu je činjenica da nijedna životinja nije povređena tokom njegovog trajanja.

Na kraju, da bismo konsolidirali materijal, predlažemo da pogledate video iz dobre stare serije “Teorija velikog praska”.

A ako iznenada imate pitanja ili vam je učitelj postavio problem o kvantnoj mehanici, kontaktirajte. Zajedno ćemo mnogo brže riješiti sve probleme!

Ako vas zanima članak na temu iz kvantne fizike, onda postoji velika vjerovatnoća da volite seriju “Teorija veliki prasak" Dakle, Sheldon Cooper je smislio novu interpretaciju Schrödingerov misaoni eksperiment(Video s ovim fragmentom ćete pronaći na kraju članka). Ali da bismo razumjeli Sheldonov dijalog sa njegovom susjedom Penny, prvo se okrenimo klasičnoj interpretaciji. Dakle, Schrödingerova mačka jednostavnim riječima.

U ovom članku ćemo pogledati:

• Kratka istorijska pozadina
• Opis eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom
• Rješenje paradoksa Schrödingerove mačke

Odmah dobre vijesti. Tokom eksperimenta Schrödingerova mačka nije povrijeđena. Zato što je fizičar Erwin Schrödinger, jedan od tvoraca kvantne mehanike, izveo samo misaoni eksperiment.

Prije nego što uđemo u opis eksperimenta, napravimo mali izlet u povijest.

Početkom prošlog veka naučnici su uspeli da zavire u mikrosvet. Unatoč vanjskoj sličnosti modela "atom-elektron" sa modelom "Sunce-Zemlja", pokazalo se da poznati Newtonovi zakoni klasične fizike ne funkcionišu u mikrokosmosu. Stoga se pojavila nova nauka - kvantna fizika i njena komponenta - kvantna mehanika. Svi mikroskopski objekti mikrosvijeta nazivani su kvanti.

Pažnja! Jedan od postulata kvantne mehanike je “superpozicija”. Biće nam korisno da shvatimo suštinu Schrödingerovog eksperimenta.

“Superpozicija” je sposobnost kvanta (može biti elektron, foton, jezgro atoma) da ne bude u jednom, već u više stanja u isto vrijeme ili da se istovremeno nalazi u više tačaka prostora vrijeme, ako ga niko ne gleda

To nam je teško razumjeti, jer u našem svijetu objekt može imati samo jedno stanje, na primjer, biti živ ili mrtav. A može biti samo na jednom određenom mjestu u svemiru. Možete čitati o "superpoziciji" i zapanjujućim rezultatima eksperimenata kvantne fizike U ovom članku.

Evo jednostavne ilustracije razlike između ponašanja mikro i makro objekata. Stavite loptu u jednu od 2 kutije. Jer lopta je objekt našeg makro svijeta, sa sigurnošću ćete reći: „Lopta leži samo u jednoj od kutija, dok je druga prazna.“ Ako umjesto lopte uzmete elektron, tada će biti tačna tvrdnja da je on istovremeno u 2 kutije. Ovako funkcionišu zakoni mikrosvijeta. primjer: Elektron u stvarnosti ne rotira oko jezgra atoma, već se istovremeno nalazi na svim tačkama sfere oko jezgra. U fizici i hemiji, ovaj fenomen se naziva "elektronski oblak".

Sažetak. Shvatili smo da ponašanje vrlo malog i velikog objekta podliježe različitim zakonima. Zakoni kvantne fizike i zakoni klasične fizike.

Ali ne postoji nauka koja bi opisala prelazak iz makrosveta u mikrosvet. Dakle, Erwin Schrödinger je opisao svoj misaoni eksperiment upravo da bi pokazao nepotpunost opšta teorija fizike. Želio je da Schrödingerov paradoks pokaže da postoji nauka koju treba opisati velikih objekata(klasična fizika) i nauka za opisivanje mikro-objekata (kvantna fizika). Ali nema dovoljno nauke da se opiše prelazak sa kvantnih sistema na makrosisteme.

Opis eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom

Erwin Schrödinger je opisao misaoni eksperiment s mačkom 1935. godine. Originalna verzija opisa eksperimenta predstavljena je na Wikipediji ( Schrödingerova mačka Wikipedia).

Evo verzije opisa eksperimenta Schrödingerove mačke jednostavnim riječima:

• Mačka je stavljena u zatvorenu čeličnu kutiju.
• Schrödinger Box sadrži uređaj s radioaktivnim jezgrom i otrovnim plinom smještenim u kontejner.
• Jezgro se može raspasti u roku od 1 sata ili ne. Verovatnoća propadanja – 50%.
• Ako se jezgro raspadne, Geigerov brojač će to zabilježiti. Relej će proraditi i čekić će razbiti plinsku posudu. Schrödingerova mačka će umrijeti.
• Ako ne, onda će Schrödingerova mačka biti živa.

Prema zakonu "superpozicije" kvantne mehanike, u trenutku kada ne posmatramo sistem, jezgro atoma (a samim tim i mačka) je u 2 stanja istovremeno. Jezgro je u raspadnutom/neraspadnutom stanju. A mačka je u stanju da je živa/mrtva u isto vrijeme.

Ali sigurno znamo da ako se otvori "Šredingerova kutija", onda mačka može biti samo u jednom od stanja:

• ako se jezgro ne raspadne, naša mačka je živa
• ako se jezgro raspadne, mačka je mrtva

Paradoks eksperimenta je u tome prema kvantnoj fizici: prije otvaranja kutije, mačka je živa i mrtva u isto vrijeme, ali prema zakonima fizike našeg svijeta, to je nemoguće. Cat može biti u jednom specifičnom stanju - biti živ ili mrtav. Ne postoji mješovito stanje „mačka je živa/mrtva” u isto vrijeme.

Prije nego što dobijete odgovor, pogledajte ovu divnu video ilustraciju paradoksa eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom (manje od 2 minute):

Rješenje paradoksa Schrödingerove mačke - Kopenhaška interpretacija

Sada rješenje. Obratite pažnju na posebnu misteriju kvantne mehanike - paradoks posmatrača. Objekt mikrosvijeta (u našem slučaju jezgro) nalazi se u nekoliko stanja istovremeno samo dok ne posmatramo sistem.

Na primjer, čuveni eksperiment sa 2 proreza i posmatračem. Kada je snop elektrona bio usmjeren na neprozirnu ploču s 2 vertikalna proreza, elektroni su na ekranu iza ploče naslikali "talasni uzorak" - vertikalne naizmjenične tamne i svijetle pruge. Ali kada su eksperimentatori htjeli da "vide" kako elektroni lete kroz proreze i postavili "posmatrača" sa strane ekrana, elektroni nisu nacrtali "talasni uzorak" na ekranu, već 2 vertikalne pruge. One. ponašao se ne kao talasi, već kao čestice.

Čini se da kvantne čestice same odlučuju koje stanje trebaju zauzeti u trenutku kada se "mjere".

Na osnovu toga, moderno kopenhagensko objašnjenje (tumačenje) fenomena "Šredingerove mačke" zvuči ovako:

Iako niko ne posmatra sistem „mačjeg jezgra“, jezgro je u isto vreme u raspadnutom/neraspadnutom stanju. Ali pogrešno je reći da je mačka živa/mrtva u isto vrijeme. Zašto? Da, zato što se kvantni fenomeni ne opažaju u makrosistemima. Bilo bi ispravnije govoriti ne o sistemu "mačja jezgra", već o sistemu "jezgro-detektor (Geigerov brojač)".

Jezgro bira jedno od stanja (raspadnuto/neraspadnuto) u trenutku posmatranja (ili merenja). Ali ovaj izbor se ne dešava u trenutku kada eksperimentator otvori kutiju (otvaranje kutije se dešava u makrosvetu, veoma daleko od sveta jezgra). Jezgro bira svoje stanje u trenutku kada udari u detektor.Činjenica je da sistem nije dovoljno opisan u eksperimentu.

Dakle, kopenhaška interpretacija paradoksa Schrödingerove mačke poriče da je do trenutka otvaranja kutije, Schrödingerova mačka bila u stanju superpozicije – istovremeno je bila u stanju žive/mrtve mačke. Mačka u makrokosmosu može i postoji samo u jednom stanju.

Sažetak. Schrödinger nije u potpunosti opisao eksperiment. Nije ispravan (tačnije, nemoguće je povezati) makroskopski i kvantni sistemi. Kvantni zakoni ne važe u našim makrosistemima. U ovom eksperimentu nije “mačja jezgra” ta koja je u interakciji, već “mačka-detektor-jezgro”. Mačka je iz makrokosmosa, a sistem "detektor-jezgro" je iz mikrokosmosa. I samo u svom kvantnom svijetu jezgro može biti u dva stanja u isto vrijeme. Ovo se događa prije nego što se jezgro izmjeri ili stupi u interakciju s detektorom. Ali mačka u svom makrokosmosu može i postoji samo u jednom stanju. Zbog toga, Tek na prvi pogled se čini da je mačjino "živo ili mrtvo" stanje određeno u trenutku otvaranja kutije. Zapravo, njegova sudbina je određena u trenutku kada detektor stupi u interakciju sa jezgrom.

Završni sažetak. Stanje sistema „detektor-nukleus-mačka” NIJE povezano sa osobom – posmatračem kutije, već sa detektorom – posmatračem jezgra.

Fuj. Mozak mi je skoro počeo da ključa! Ali kako je lijepo sami shvatiti rješenje paradoksa! Kao u starom studentskom šalu o učitelju: „Dok sam pričao, shvatio sam!“

Sheldonova interpretacija Schrödingerovog paradoksa mačke

Sada možete sjediti i slušati Sheldonovu najnoviju interpretaciju Schrödingerovog misaonog eksperimenta. Suština njegovog tumačenja je da se može primijeniti u odnosima među ljudima. Razumjeti dobar odnos između muškarca i žene ili loše - trebate otvoriti kutiju (ići na spoj). A prije toga su bili i dobri i loši u isto vrijeme.

Pa, kako vam se sviđa ovaj "slatki eksperiment"? Danas bi Schrödinger dobio mnogo kazni od aktivista za prava životinja za tako brutalne misaone eksperimente s mačkom. Ili možda nije bila mačka, već Schrödingerova mačka?! Jadnica, patio od ovog Schrödingera (((

Vidimo se u narednim publikacijama!

Želim svima ugodan dan i lepo veče!

P.S. Podijelite svoja razmišljanja u komentarima. I postavljajte pitanja.

P.S. Pretplatite se na blog - obrazac za pretplatu se nalazi ispod članka.

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Zapravo, Hawking i mnogi drugi fizičari smatraju da je tumačenje kvantne mehanike Kopenhaške škole neopravdano u naglašavanju uloge posmatrača. Konačno jedinstvo među fizičarima po ovom pitanju još uvijek nije postignuto.

  Paralelizacija svetova u svakom trenutku odgovara pravom nedeterminističkom automatu, za razliku od verovatnog, kada se u svakom koraku bira jedan od mogućih puteva u zavisnosti od njihove verovatnoće.

  Wignerov paradoks

  Ovo je komplikovana verzija Schrödingerovog eksperimenta. Eugene Wigner je uveo kategoriju "prijatelja". Nakon završetka eksperimenta, eksperimentator otvara kutiju i vidi živu mačku. Vektor stanja mačke u trenutku otvaranja kutije prelazi u stanje „jezgro se nije raspalo, mačka je živa“. Tako je u laboratoriji mačka prepoznata kao živa. Izvan laboratorije je Prijatelju. Prijatelju još ne zna da li je mačka živa ili mrtva. Prijatelju prepoznaje mačku kao živu tek kada mu eksperimentator kaže ishod eksperimenta. Ali svi ostali Prijatelji mačka još nije prepoznata kao živa i bit će prepoznata tek kada budu obaviješteni o rezultatu eksperimenta. Dakle, mačka se može prepoznati kao potpuno živa (ili potpuno mrtva) samo kada svi ljudi u svemiru znaju rezultat eksperimenta. Do ovog trenutka, na skali Velikog svemira, mačka, prema Wigneru, ostaje živa i mrtva u isto vrijeme.

  Praktična upotreba

  Gore navedeno se koristi u praksi: u kvantnom računarstvu i kvantnoj kriptografiji. Svetlosni signal u superpoziciji dva stanja šalje se duž optičkog kabla. Ako se napadači spoje na kabel negdje u sredini i tamo naprave signalni prisluškivač kako bi prisluškivali prenesenu informaciju, tada će se urušiti valna funkcija (sa stanovišta tumačenja Kopenhagena, napravit će se zapažanje) i svjetlo će ići u jedno od stanja. Sprovođenjem statističkih ispitivanja svjetlosti na prijemnom kraju kabla, biće moguće otkriti da li je svjetlost u superpoziciji stanja ili je već uočena i prenesena u drugu tačku. Ovo omogućava stvaranje sredstava komunikacije koja isključuju neprimetno presretanje i prisluškivanje signala.

  Eksperiment (koji se u principu može izvesti, iako još nisu stvoreni funkcionalni sistemi kvantne kriptografije koji bi mogli prenijeti velike količine informacija) također pokazuje da „posmatranje“ u tumačenju Kopenhagena nema nikakve veze sa svijesti posmatrača, budući da u ovom slučaju promjena statistike na kraju kabla dovodi do potpuno nežive grane žice.

  Članak opisuje šta je Schrödingerova teorija. Doprinos ovog velikog naučnika moderna nauka, a također opisuje misaoni eksperiment koji je izmislio o mački. Ukratko je prikazan obim primjene ove vrste znanja.

  Erwin Schrödinger

  Zloglasna mačka, koja nije ni živa ni mrtva, sada se svuda koristi. O njemu se snimaju filmovi, po njemu se zovu zajednice o fizici i životinjama, postoji čak i brend odjeće. Ali najčešće ljudi misle na paradoks sa nesretnom mačkom. Ali ljudi obično zaborave na njegovog tvorca, Erwina Schrödingera. Rođen je u Beču, koji je tada bio u sastavu Austro-Ugarske. Bio je potomak veoma obrazovane i bogate porodice. Njegov otac, Rudolf, proizvodio je linoleum i ulagao novac, između ostalog, u nauku. Njegova majka je bila ćerka hemičara, a Ervin je često išao da sluša predavanja svog dede na akademiji.

  Pošto je jedna od naučnikovih baka bila Engleskinja, zanimalo ga je strani jezici i savršeno savladao engleski. Nije iznenađujuće što je u školi Schrödinger svake godine bio najbolji u razredu, a na fakultetu je postavljao teška pitanja. Nauka ranog dvadesetog veka već je identifikovala nedoslednosti između razumljivije klasične fizike i ponašanja čestica u mikro- i nanosvetu. Uložio sam sve svoje snage u rješavanje nastalih kontradikcija

  Doprinos nauci

  

  Za početak, vrijedi reći da je ovaj fizičar bio uključen u mnoga područja nauke. Međutim, kada kažemo "Schrödingerovu teoriju", ne mislimo na matematički harmoničan opis boje koju je stvorio, već na njegov doprinos kvantna mehanika. U to vrijeme tehnologija, eksperiment i teorija išli su ruku pod ruku. Razvila se fotografija, snimljeni su prvi spektri i otkriven je fenomen radioaktivnosti. Naučnici koji su dobili rezultate blisko su sarađivali sa teoretičarima: slagali su se, dopunjavali jedni druge i raspravljali. Stvorene su nove škole i grane nauke. Svijet je počeo blistati potpuno drugačijim bojama, a čovječanstvo je dobilo nove misterije. Uprkos složenosti matematičkog aparata, da se opiše šta je Schrödingerova teorija, jednostavnim jezikom Može.

  Kvantni svijet je lak!

  

  Sada je dobro poznato da veličina objekata koji se proučavaju direktno utiče na rezultate. Vidljivo oku objekti su podložni konceptima klasične fizike. Schrödingerova teorija je primjenjiva na tijela dimenzija sto puta sto nanometara i manja. I to najčešće mi pričamo o tome općenito o pojedinačnim atomima i manjim česticama. Dakle, svaki element mikrosistema istovremeno ima svojstva i čestice i talasa (dualnost talas-čestica). Iz materijalnog svijeta, elektrone, protone, neutrone, itd. karakterizira masa i povezana inercija, brzina i ubrzanje. Od teoretskog talasa - parametri kao što su frekvencija i rezonancija. Da bi shvatili kako je to istovremeno moguće i zašto su oni međusobno neodvojivi, naučnici su morali da preispitaju svoje cjelokupno razumijevanje strukture supstanci.

  Schrödingerova teorija implicira da su, matematički, ova dva svojstva povezana kroz konstrukciju koja se zove valna funkcija. Pronalaženje matematičkog opisa ovog koncepta donijelo je Schrödingera nobelova nagrada. Međutim, fizičko značenje koje mu je autor pridavao nije se poklapalo s idejama Bohra, Sommerfelda, Heisenberga i Einsteina, koji su utemeljili takozvanu kopenhašku interpretaciju. Tu je nastao "mačji paradoks".

  Talasna funkcija

  

  Kada govorimo o mikrokosmosu elementarnih čestica, pojmovi koji su inherentni makroskalama gube značenje: masa, zapremina, brzina, veličina. I nestabilne vjerovatnoće dolaze same po sebi. Objekte ove veličine ljudi ne mogu uhvatiti - ljudima su dostupni samo indirektni načini proučavanja. Na primjer, svjetlosne pruge na osjetljivom ekranu ili filmu, broj klikova, debljina filma koji se prska. Sve ostalo je oblast proračuna.

  Schrödingerova teorija zasniva se na jednačinama koje je ovaj naučnik izveo. A njihova sastavna komponenta je valna funkcija. Ona nedvosmisleno opisuje tip i kvantne osobine čestice koja se proučava. Vjeruje se da pokazuje stanje, na primjer, elektrona. Međutim, ona sama, suprotno idejama svog autora, fizičko značenje nema. To je samo zgodan matematički alat. Pošto naš članak predstavlja Schrödingerovu teoriju jednostavnim riječima, recimo da kvadrat valne funkcije opisuje vjerovatnoću pronalaženja sistema u unaprijed određenom stanju.

  Mačka kao primjer makro objekta

  

  Sam autor se do kraja života nije slagao sa ovim tumačenjem, koje se zove Kopenhaška interpretacija. Bio je zgrožen nedorečenošću koncepta vjerovatnoće i insistirao je na jasnoći same funkcije, a ne njenog kvadrata.

  Kao primjer nedosljednosti takvih ideja, on je tvrdio da bi u ovom slučaju mikrosvijet utjecao na makro objekte. Teorija ide ovako: ako živi organizam (na primjer, mačku) i kapsulu s otrovnim plinom stavite u zatvorenu kutiju, koja se otvara ako se određeni radioaktivni element raspadne, a ostaje zatvorena ako ne dođe do raspadanja, tada prije otvaranja kutije dobijamo paradoks. Prema kvantnim konceptima, atom radioaktivnog elementa će se raspasti sa određenom vjerovatnoćom tokom određenog vremenskog perioda. Dakle, prije eksperimentalne detekcije, atom je netaknut i netaknut. I, kako kaže Schrödingerova teorija, za isti postotak vjerovatnoće mačka je i mrtva i inače živa. Što je, vidite, apsurdno, jer kada otvorimo kutiju, naći ćemo samo jedno stanje životinje. A u zatvorenom kontejneru, pored smrtonosne kapsule, mačka je ili mrtva ili živa, jer su ti pokazatelji diskretni i ne podrazumijevaju međuopcije.

  Postoji specifično, ali još ne u potpunosti dokazano, objašnjenje za ovaj fenomen: u nedostatku vremenskih uvjeta za određivanje specifičnog stanja hipotetičke mačke, ovaj eksperiment je nesumnjivo paradoksalan. Međutim, kvantnomehanička pravila se ne mogu koristiti za makro objekte. Još uvijek nije bilo moguće precizno povući granicu između mikrosvijeta i običnog. Međutim, životinja veličine mačke je nesumnjivo makro objekat.

  Primjena kvantne mehanike

  Kao i kod svakog, čak i teorijskog, fenomena, postavlja se pitanje kako Schrödingerova mačka može biti korisna. Teorija Velikog praska, na primjer, zasniva se upravo na procesima koji se odnose na ovaj misaoni eksperiment. Sve što se odnosi na ultra-velike brzine, ultra-malu strukturu materije i proučavanje svemira kao takvog objašnjava se, između ostalog, kvantnom mehanikom.