În ciuda faptului că modelul planetar al atomului și-a dovedit valoarea, teoria existentă în acel moment nu putea explica pe deplin toate procesele observat în viața reală. S-a dovedit că, în realitate, din anumite motive, mecanica clasică newtoniană nu funcționează la nivel micro. Acestea. prototipul modelului, împrumutat din viața reală, nu corespunde cu observațiile oamenilor de știință din acea vreme în cazul luării în considerare a unui atom în locul sistemului nostru solar.

Pe baza acestui fapt, conceptul a fost revizuit semnificativ. Există o disciplină de genul mecanica cuantică. Remarcabilul fizician Erwin Schrödinger a stat la originile acestei tendințe.

Conceptul de suprapunere

Principiul principal care distinge noua teorie este principiul suprapunerii. Conform acestui principiu, un cuantic (electron, foton sau proton) poate fi în două stări în același timp. În cazul în care un face mai ușor de înțeles această formulare, atunci obținem un fapt care este complet imposibil de imaginat în mintea noastră. Un cuantic poate fi în două locuri în același timp.

La momentul apariției sale, această teorie a contrazis nu numai mecanica clasică, ci și bunul simț. Chiar și acum, o persoană educată, departe de fizică, cu greu își poate imagina o astfel de situație. La urma urmei, această înțelegere, în cele din urmă, implică că el însuși cititorul poate fi acum și aici și acolo. Așa încearcă o persoană să-și imagineze trecerea de la macrocosmos la microcosmos.

Era extrem de dificil pentru o persoană care era obișnuită să experimenteze acțiunea mecanicii newtoniene și să se perceapă la un moment dat în spațiu să-și imagineze că se află în două locuri deodată. In afara de asta, ca atare, nu a existat nicio teorie și modele în tranziția de la macro la micro. Nu a existat nicio înțelegere a valorilor și regulilor numerice specifice.

In orice caz, dispozitivele din acea vreme deja făceau posibilă remedierea clară a acestei „disonanțe cuantice”. Dispozitivele de laborator au confirmat că postulatele formulate sunt într-adevăr consecvente și cuantica este capabilă să fie în două stări. De exemplu, un gaz de electroni a fost înregistrat în jurul nucleului unui atom.

Bazat pe acest lucru, Schrödinger a formulat faimosul concept care acum este cunoscut sub numele de teoria pisicii.. Scopul acestei formulări a fost de a arăta că a existat un decalaj uriaș în teoria clasică a fizicii, care necesită studii suplimentare.

Pisica lui Shroedinger

Experimentul de gândire despre pisică a fost că pisica a fost pusă într-o cutie de oțel închisă. Cutia era echipata dispozitiv cu gaz otrăvitor și un dispozitiv cu nucleu de atom.

Pe baza unor postulate binecunoscute, nucleul unui atom se poate dezintegra în componente în decurs de o oră, dar nu se poate dezintegra. În consecință, probabilitatea acestui eveniment este de 50%.

Dacă miezul se dezintegrează, atunci contra-registrarul este activat și, ca răspuns la acest eveniment, substanța otrăvitoare este eliberată din dispozitivul descris anterior cu care este echipată cutia. Acestea. pisica moare de la otravă. Dacă acest lucru nu se întâmplă, pisica nu moare, respectiv. Pe baza unei șanse de 50% de descompunere, există o șansă de 50% ca pisica să supraviețuiască.

Bazat pe teoria cuantică, Un atom poate fi în două stări deodată. Acestea. atomul s-a dezintegrat și nu s-a dezintegrat. Aceasta înseamnă că registratorul a lucrat, rupând recipientul cu otravă și nu s-a dezintegrat. Pisica a fost otrăvită de otravă, iar pisica nu a fost otrăvită de otravă în același timp.

Dar să-ți imaginezi o astfel de imagine în care, deschizând cutia, cercetătorul a găsit imediat o pisică moartă și o pisică vie este pur și simplu imposibil. Pisica este fie vie, fie moartă. Acesta este paradoxul situației. Este imposibil ca mintea privitorului să-și imagineze o pisică moartă vie.

Paradoxul este că pisica este un obiect al macrocosmosului. În consecință, a spune despre el că este viu și mort, i.e. se află în două stări deodată, asemănătoare cu o cuantică, nu va fi în întregime corectă.

Folosind acest exemplu, Schrödinger s-a concentrat tocmai pe faptul că nu există paralele clare între macro și microlume.. Comentariile ulterioare făcute de experți arată clar că trebuie luat în considerare sistemul detector de radiații-pisica, nu vizualizatorul pisicii. Un singur eveniment este probabil în sistemul detector-pisică.

Ce este pisica lui Schrödinger, pisica lui Schrödinger, totul despre pisica lui Schrödinger, paradoxul pisicii lui Schrödinger, experiența lui Schrödinger cu o pisică, pisica în cutie, nici pisică vie, nici moartă, este pisica lui Schrödinger vie, experimentează cu o pisică

Aceasta este o pisică care este și vie și moartă în același timp. El datorează o stare atât de nefavorabilă laureat Nobel la fizică, savantul austriac Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

Secțiuni:

Esența experimentului / paradox

Pisica se află într-o cutie închisă, unde există un mecanism care conține un miez radioactiv și un recipient cu gaz otrăvitor. Caracteristicile experimentului sunt alese astfel încât probabilitatea ca nucleul să se dezintegreze în 1 oră să fie de 50%. Dacă miezul se dezintegrează, pune mecanismul în mișcare, recipientul de gaz se deschide și pisica moare. Conform mecanicii cuantice, dacă nu se face nicio observație asupra nucleului, atunci starea acestuia este descrisă printr-o suprapunere (amestecare) a două stări - un nucleu degradat și un nucleu nedegradat, prin urmare, pisica care stă în cutie este atât vie, cât și moartă. in acelasi timp.

Merită să deschideți cutia - iar experimentatorul ar trebui să vadă o singură stare - „nucleul s-a degradat, pisica este moartă” sau „nucleul nu s-a degradat, pisica este în viață”. Dar, deși nu există niciun observator în acest proces, nenorocitul animal rămâne „mort”.

Marginalii

• Nenorocirea nu vine niciodată singură
  Nu numai sănătatea locuitorului cu coadă din cutie este pusă la îndoială, ci și genul acestuia: în experimentul original, pisica lui Schrödinger era încă o pisică (die Katze).
• Nu există pisici „moarte”.
  Este important să ne amintim că experimentul lui Schrödinger nu are scopul de a dovedi existența pisicilor „moarte” (și, spre deosebire de ceea ce s-a spus în a doua parte a jocului Portal, nu a fost inventat ca o scuză pentru uciderea pisicilor). Evident, pisica trebuie să fie în mod necesar fie vie, fie moartă, deoarece nu există o stare intermediară.
  Experiența arată că mecanica cuantică nu este capabilă să descrie comportamentul macrosistemelor (careia îi aparține pisica): este incompletă fără niște reguli care indică când sistemul alege o anumită stare, în ce condiții funcția de undă se prăbușește și pisica fie rămâne. viu sau devine mort, dar încetează să mai fie un amestec al ambelor.

Interpretări interpretare de la Copenhaga neagă că înainte de a deschide cutia, pisica se află într-o stare de amestec între vii și morți. Unii cred că atâta timp cât cutia este închisă, sistemul se află într-o suprapunere a stărilor „nucleu degradat, pisică moartă” și „nucleu nedegradat, pisică vie”, iar când cutia este deschisă, abia atunci funcția de undă se prăbușește. la una dintre opțiuni. Altele - acea „observare” are loc atunci când o particulă din nucleu intră în detector; totuși, din păcate, în interpretarea de la Copenhaga nu există o regulă clară care să spună când se întâmplă acest lucru și, prin urmare, această interpretare este incompletă până când o astfel de regulă nu este introdusă în ea sau nu se spune cum poate fi introdusă în principiu. Interpretarea lui Everett în multe lumi, spre deosebire de Copenhaga, nu consideră că procesul de observare este ceva special. Aici, ambele stări ale pisicii există, dar decoerează - adică, după cum a înțeles autorul, unitatea acestor stări este încălcată ca urmare a interacțiunii cu mediu inconjurator. Când observatorul deschide cutia, el devine încurcat (amestecat) cu pisica, ceea ce rezultă în două stări ale observatorului, una corespunzătoare unei pisici vii și alta unei pisici moarte. Aceste stări nu interacționează între ele. Pisica ca observator competent
Autorul crede că cuvântul decisiv ar fi trebuit lăsat pisicii, care, deși nu înțelege un singur belmes în mecanica cuantică, este cu siguranță cel mai conștient de starea sa. Cu toate acestea, competența sa de observator ridică, evident, îndoieli în rândul oamenilor de știință. Excepții sunt Hans Moravec, Bruno Marshal și Max Tegmark, care au propus o modificare a experimentului Schrödinger cunoscut sub numele de „sinucidere cuantică”, care este un experiment cu o pisică din punctul de vedere al unei pisici. Oamenii de știință și-au urmărit scopul de a arăta diferența dintre interpretările de la Copenhaga și cele din multe lumi ale mecanicii cuantice. Dacă interpretarea multi-lume este corectă, pisica, spre bucuria simpatizanților, devine Tsoi și rămâne mereu în viață, deoarece participantul este capabil să observe rezultatul experimentului numai în lumea în care supraviețuiește.

• Nadav Katz de la Universitatea din California și colegii săi au publicat rezultatele unui experiment de laborator în care au reușit să „retoarcă” starea cuantică a unei particule înapoi, de altfel, după măsurarea acestei stări. Astfel, este posibil să salvați viața unei pisici, indiferent de condițiile de prăbușire a funcției de undă. Nu contează dacă este viu sau mort: poți oricând să câștigi înapoi [link] .
• 06/03/2011 RIA Novosti a raportat că fizicienii chinezi au fost capabili să creeze „Pisica lui Schrodinger” de opt fotoni[link] care ar trebui să contribuie la dezvoltarea viitoarelor calculatoare cuantice

Imagine în cultură

Poate că nimeni nu a făcut mai mult pentru a populariza mecanica cuantică decât biata pisică. Chiar și oamenii care sunt cei mai îndepărtați de acest domeniu complex de cunoaștere, încântați de soarta micului animal probabil suferind, încearcă să-și dea seama de complexitatea experimentului, sperând că nu totul este atât de rău. Pisica inspiră artiști și cultura populară.
Să menționăm principalele sale merite:

Literatură: Situația cu pisica lui Schrödinger este discutată de protagoniștii cărții Dirk Gently's Detective Agency de Douglas Adams. În Endymion al lui Dan Simmons personaj principal Raoul Endymion își scrie povestea în timp ce orbitează Armagast în „cutia pentru pisici” a lui Schrödinger. În ultima treime a cărții lui Robert Heinlein „The Cat Passing Through Walls”, apare pisica roșie Pixel, care are proprietatea pisicii Schrödinger de a fi în două stări în același timp. În cartea lui Terry Pratchett „Pisică fără proști”, o rasă de așa-numite „pisici Schrödinger” este descrisă într-o formă plină de umor, descendentă din aceeași pisică a lui Schrödinger. De asemenea, acest experiment de gândire este menționat de mai multe ori în alte lucrări ale lui Pratchett, de exemplu, în romanul Doamnelor și domnilor. În povestea lui F. Gwinplein McIntyre „Alăptează pisica lui Schrödinger”, unul dintre personaje este animalul de companie al lui Schrödinger, Pisica Tibbles. În jurul acestei pisici se desfășoară, de fapt, acțiunea unei povești pline de umor, asezonată cu generozitate cu detalii din diferite domenii ale fizicii. Intriga romanului științifico-fantastic al lui Frederick Pohl The Coming of the Quantum Cats (1986) se bazează pe ideea interacțiunii universurilor „vecinate”. În miniatura filozofică și satirică a lui Nikolai Baytov „Pisica lui Schrödinger”, paradoxul lui Schrödinger este răsturnat: o organizație numită „Liga timpului reversibil” efectuează observarea neîntreruptă a unei pisici vii într-o cutie de 50 de ani, crezând că, în timp ce observația este în curs de desfășurare - o stare , în care locuiește pisica, nu ar trebui să se schimbe. În cartea lui Lukyanenko „Ultimul ceas”, personajul principal este aruncat în jurul gâtului cu un laț numit „pisica lui Schrödinger”, a cărui particularitate este că magicienii nu înțeleg dacă această creatură este în viață sau nu. Menționat în romanul lui Greg Egan „Carantina”, în fantezia lui Christopher Stashef „Mage Healer”, în Greg Beer (Gregory Dale Bear) în povestea „Cuma lui Schrödinger”; Scriitorul polonez Sapkowski menționează pisica lui Kodringer. Romanul cyberpunk 2048 al lui Mercy Shelley afirmă că „un tip cu un nume de familie care arăta ca un dosar punea niște biorg nefericiți într-o cutie de fier care nu conținea altceva decât o fiolă cu otravă”. Poezia Svetlanei Shirankov „Pisica lui Schrödinger” are un început foarte inspirat: „Doctore Schrödinger, pisica dumneavoastră este încă în viață”. Ecran:În filmul fraților Coen, A Serious Man, un student îi spune unui profesor: „Înțeleg experimentul cu pisica moartă”, ceea ce, desigur, sugerează altceva. În filmul „Repo Man” („Colecționari”, în box office-ul rusesc „Rippers”), personajul principal de la începutul filmului vorbește despre un om de știință necunoscut care are o pisică. Și această pisică este în starea de „... și vie și moartă în același timp...”. Într-unul dintre episoadele serialului științifico-fantastic Stargate SG-1, apare o pisică pe nume Schrödinger. Protagonistul serialului SF Sliders are și el același nume de pisică. În Stargate SG-1, o pisică de ghimbir pe nume Schrödinger a fost dată unui extraterestru. Pisica moartă Schrödinger apare în CSI: Las Vegas (Sezonul 8, Episodul 15: Theory of Everything). Pisica lui Schrödinger este menționată și în serialul de televiziune The Big Bang Theory, unde ca răspuns la întrebarea unei fete dacă ar trebui să meargă la o întâlnire, eroul face o analogie cu pisica lui Schrödinger, adică până nu încerci, nu vei ști. : „Penny, căci pentru a afla dacă pisica este vie sau moartă, trebuie să deschizi cutia. În seria „Bugs”, rolul pisicii lui Schrödinger a fost interpretat de indiciul Mercur Roșu într-un seif cu capcană. În anime-ul japonez „Hellsing (OVA)” (precum și în manga cu același nume), există un personaj pisică pe nume Schrödinger, care nu este nici viu, nici mort, are capacitatea de a se teleporta („fii peste tot și nicăieri") și este absolut imposibil de ucis. În anime-ul „To Aru Majutsu no Index”, protagonistul se opune propunerii fetei de a numi pisoiul Schrödinger că pisicile nu pot fi numite acest nume. Animeul Shigofumi prezintă și o pisică pe nume Schrödinger. În anime-ul și jocul japonez Umineko no naku koro ni, experiența este folosită în încercarea lui Battler de a dovedi imposibilitatea magiei (se folosesc și Devil's Proof, Hempel's Crows, Laplace's Demon). Într-unul dintre episoadele Futurama Law and Oracle, Schrödinger a ascuns droguri într-o cutie cu o pisică. Benzi desenate/manga: O mică carte de benzi desenate despre pisica lui Schrödinger și demonul lui Maxwell. He's Dead: Schrödinger of the Cat: And More Comics la joyreactor.ru. Jocuri: Există un joc de căutare „The Return of the Quantum Cat”. În jocul Nethack, există un monstru mecanic cuantic, care are uneori o cutie cu o pisică cu el. Starea pisicii nu este determinată până în momentul deschiderii cutiei. În jocul „Half-Life 2” era o pisică în laborator cu teleportatoare, coșmaruri despre care „încă” îl vizitează pe Barney. Portretul pisicii lui Schrödinger se găsește și în remake-ul din 1998 bazat pe Half-Life. - „Black Mesa” („Black Mesa”, cunoscută anterior ca „Black Mesa: Source”). Link către captură de ecran legalizată. În fiecare nivel al Bioshock, există o pisică moartă într-un colț, numită Shrodinger. În cea de-a doua parte, poate fi găsită și - pisica se odihnește într-unul dintre sloiurile de gheață într-o cameră înghețată cu patru camere de supraveghere în colțuri. Pisica NPC cu același nume este prezentată în RPG-ul japonez Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Sloganul principal al jocului Portal, „Prăjitura este o minciună”, este o eroare a unuia dintre rezultatele experimentului Schrödinger, și anume „Pisica este în viață”. În a doua parte a jocului, nici pisica nu este uitată. O mențiune despre experiment poate fi găsită în regulamentul rusului joc de societate„Epoca Vărsătorului”. Pisica are chiar și propria farfurie caracteristică acolo - este complet goală, așa că se pare că nu este acolo. Muzică: Așa-numitul festival de muzică non-standard „Pisica lui Schrödinger”, care a avut loc sub sloganul „Viața adevărată – moarte reală – muzică adevărată!” și „Pisica lui Schrödinger este vie sau moartă? Si tu?" Google mai raportează că numele „Pisica lui Schrödinger” este un proiect aproape muzical al unei echipe foarte mici din Korolev, lângă Moscova. Albumul trupei britanice Tears for Fears „Saturnine Martial and Lunatic” conține o melodie cu același nume. Trupa rusă „Allein Fur” Immer interpretează și o melodie cu același nume. Umor: Orice glumă despre pisica lui Schrödinger este amuzantă și nefasată în același timp. Schrödinger și Heisenberg conduc pe autostradă până la conferință, Schrödinger conducând. Deodată se aude o lovitură și el oprește mașina. Heisenberg se uită în josul drumului:
- Doamne, se pare că am lovit o pisică!
- El a murit?
- Nu pot spune exact. Schrödinger s-a plimbat prin cameră în căutarea unui pisoi care avea un rahat și stătea într-o cutie, nici viu, nici mort. Diverse: Artiștii acordă atenție pisicii lui Schrödinger, încercând să transmită ambiguitatea poziției sale prin pictură și grafică. De asemenea, imagini cu acest mic animal pot fi văzute pe tricouri și căni. Teroriştii despre care nu se ştie exact dacă sunt în viaţă sau morţi sunt uneori numiţi „terorişti Schrödinger”. Din oameni faimosiîntr-o astfel de stare se aflau, de exemplu, Yasser Arafat, când era în comă înainte de moarte, precum și Osama bin Laden. Potrivit Absurdopedia, pisica din pisica este o versiune simplificată a experimentului cu pisica lui Schrödinger [link] . Stephen Hawking a parafrazat sloganul lui Hans Jost „Când aud despre cultură, iau o armă” după cum urmează: „Când aud de pisica lui Schrödinger, mâna mea se întinde după o armă!” Explicația este că, la fel ca mulți alți fizicieni, Hawking este de părere că „Școala de la Copenhaga” de interpretare a mecanicii cuantice subliniază în mod nerezonabil rolul observatorului. În legătură cu deschiderea Departamentului de Teologie MEPhI, următoarea imagine a devenit larg răspândită în rețea:

Cu toții am auzit despre celebra pisică a lui Schrödinger, dar știm ce fel de pisică este cu adevărat? Să ne dăm seama și să încercăm să vorbim despre celebra pisică a lui Schrödinger in termeni simpli.

Pisica lui Schrödinger este un experiment condus de Erwin Schrödinger, unul dintre părinții fondatori ai mecanicii cuantice. Mai mult, acesta nu este un experiment fizic obișnuit, dar mental.

Trebuie să recunoaștem că Erwin Schrödinger a fost un om foarte imaginativ.

Deci, ce avem ca bază imaginară pentru experiment? Există o pisică plasată într-o cutie. Cutia conține și un contor Geiger cu niște cantități foarte mici de material radioactiv. Cantitatea de substanță este de așa natură încât probabilitatea dezintegrarii și a nedezintegrarii unui atom într-o oră este aceeași. Dacă atomul se descompune, va începe un mecanism special care va sparge balonul cu acid cianhidric, iar biata pisică va muri. Dacă prăbușirea nu are loc, atunci pisica va continua să stea liniștită în cutia lui și să viseze la cârnați.

Care este esența pisicii lui Schrödinger? De ce să venim cu o experiență atât de suprarealistă?

Conform rezultatelor experimentului, vom ști dacă pisica este în viață sau nu numai atunci când deschidem cutia. Din punctul de vedere al mecanicii cuantice, o pisică simultan (ca un atom de materie) se află în două stări deodată - atât vie, cât și moartă în același timp. Acesta este faimosul paradox al pisicii lui Schrödinger.

Desigur, acest lucru nu poate fi. Erwin Schrödinger a creat acest experiment de gândire pentru a arăta imperfecțiunea mecanicii cuantice atunci când trece de la sistemele subatomice la cele macroscopice.

Iată formula proprie a lui Schrödinger:

Puteți construi și cazuri în care burlescul este suficient. Lasă o pisică încuiată într-o cameră de oțel împreună cu următoarea mașină diabolică (care ar trebui să fie independentă de intervenția pisicii): în interiorul contorului Geiger se află o cantitate mică de material radioactiv - atât de mică încât doar un atom se poate descompune într-un oră, dar cu aceeași probabilitatea poate să nu se destrame; dacă se întâmplă acest lucru, tubul de citire este descărcat și se activează un releu, coborând ciocanul, care rupe conul de acid cianhidric.

Dacă lăsăm întregul sistem în sine timp de o oră, atunci putem spune că pisica va fi în viață după acest timp, atâta timp cât atomul nu se descompune. Prima dezintegrare a unui atom ar fi otrăvit pisica. Funcția psi a sistemului în ansamblu va exprima acest lucru amestecând în sine sau mânjind pisica vie și moartă (iertați expresia) în proporții egale. Tipic în astfel de cazuri este faptul că incertitudinea, limitată inițial la lumea atomică, este transformată într-o incertitudine macroscopică care poate fi eliminată prin observare directă. Acest lucru ne împiedică să acceptăm naiv „modelul blur” ca reflectând realitatea. În sine, acest lucru nu înseamnă nimic neclar sau contradictoriu. Există o diferență între o fotografie neclară sau nefocalizată și o fotografie în nor sau ceață.

Un punct cu siguranță pozitiv în acest experiment este faptul că niciun animal nu a fost rănit în timpul cursului său.

În sfârșit, pentru a consolida materialul, vă sugerăm să urmăriți un videoclip din vechiul serial bun „The Big Bang Theory”.

Și dacă aveți brusc întrebări sau profesorul a pus o problemă de mecanică cuantică, vă rugăm să contactați. Împreună vom rezolva toate problemele mult mai repede!

Nu toată lumea citește cărți despre marile invenții ale omenirii. Dar cu siguranță toți cei care s-au uitat la serialul „The Big Bang Theory” au auzit despre un astfel de fenomen precum „Pisica lui Schrödinger”. Deoarece este legat de mecanica cuantică, este destul de dificil pentru o persoană fără studii tehnice să-i înțeleagă semnificația. Să încercăm să ne dăm seama ce înseamnă conceptul de „Pisica lui Schrödinger” în cuvinte simple.

Conţinut:

Scurt istoric

Erwin Schrödinger- un fizician celebru, unul dintre creatorii teoriei mecanicii cuantice. semn distinctiv a lui activitate științifică era așa-zisul secundar. Rareori a fost primul care a investigat ceva.

Practic, Schrödinger a scris recenzii despre invenția sau realizările științifice ale cuiva, a criticat autorul sau a continuat să dezvolte cercetările și descoperirile altora. Deși era un individualist prin fire, nu putea decât să se bazeze pe ideile și gândurile altora, pe care le-a luat ca bază în cercetările sale. În ciuda acestui fapt, el a adus o contribuție uriașă la dezvoltarea mecanicii cuantice, datorită în mare parte ghicitoarei sale „Pisica lui Schrödinger”.

Realizările lui Schrödinger în știință includ:

• crearea conceptului de mecanică ondulatorie (pentru aceasta a primit Premiul Nobel în 1933);
• a introdus termenul de „obiectivitate a descrierii” în circulația științifică - a fundamentat posibilitatea teoriilor științifice fără participarea directă a subiectului de cercetare (un observator din exterior) de a descrie realitatea înconjurătoare;
• a dezvoltat teoria relativității;
• a studiat procesele termodinamice și electrodinamica neliniară a lui Born;
• a făcut încercări de a crea o teorie unificată a câmpului.

Conceptul de „pisica lui Schrödinger”

„Pisica lui Shroedinger”- celebrul mister al teoriei Schrödinger, un experiment de gândire condus de un fizician teoretician austriac, cu ajutorul căruia s-a putut demonstra incompletitudinea mecanicii cuantice în trecerea de la microsisteme la macrosisteme. Toată această teorie se bazează pe criticile oamenilor de știință asupra realizărilor mecanicii cuantice.

Înainte de a trece la descrierea experimentului, este necesar să se definească conceptele de bază care sunt utilizate în acesta. Principalul postulat al celebrului fenomen spune că atâta timp cât nimeni nu urmărește sistemul, acesta este în poziție de suprapunere- simultan în două sau mai multe stări care exclud existenţa reciprocă. Schrödinger însuși a dat următoarea definiție a suprapunerii - aceasta este capacitatea cuantică (un electron, un foton și nucleul unui atom poate fi în rolul unui cuantic) de a fi în mai multe stări sau mai multe puncte ale spațiului în același timp , în timp ce nimeni nu urmărește sistemul. Un cuantic este un obiect microscopic al micromediului.

Descrierea experimentului

Articolul original în care Schrödinger își explică experimentul a fost publicat în 1935. Metoda de comparație și chiar de uzurpare a identității a fost folosită pentru a descrie experimentul.

Este foarte dificil să înțelegeți exact ce a avut în vedere Schrödinger atunci când a studiat acest articol. Voi încerca să descriu esența experimentului în cuvinte simple.

Punem pisica într-o cutie cu un mecanism care conține un nucleu atomic radioactiv și un recipient plin cu gaz otrăvitor. Experimentul se desfășoară cu parametri selectați cu precizie ai probabilității dezintegrarii nucleului atomic - 50% în 1 oră. Când miezul se descompune, gazul se scurge din recipient, ceea ce duce la moartea pisicii. Dacă acest lucru nu se întâmplă, nu se întâmplă nimic cu pisica, este în viață și sănătoasă.

Trece o oră și vrem să obținem un răspuns la întrebarea: pisica a murit sau a rămas în viață? Conform teoriei avansate a lui Schrödinger, nucleul unui atom, ca o pisică, se află într-o cutie în mai multe stări în același timp (definiția suprapunerii). Până în momentul deschiderii cutiei, microsistemul, în care se află nucleul atomului și al pisicii, cu o probabilitate de 50% are starea „nucleul s-a degradat, pisica a murit”, și cu aceeași probabilitate. au starea „nucleul nu s-a degradat, pisica este în viață”. Aceasta confirmă ipoteza că pisica care stă în cutie este atât vie, cât și moartă în același timp, adică se află în mai multe stări în același timp în același timp. Se dovedește că pisica care stă în cutie este și vie și moartă în același timp.

vorbind limbaj simplu, Fenomenul „Pisica lui Schrödinger” explică posibilitatea faptului că din punctul de vedere al mecanicii cuantice, pisica este atât vie cât și moartă în același timp ceea ce este imposibil în realitate. Pe această bază, putem concluziona că există defecte semnificative în teoria mecanicii cuantice.

Dacă nu observați nucleul unui atom într-un microsistem, atunci există o amestecare a două stări - un nucleu degradat și un nucleu nedegradat. Când cutia este deschisă, experimentatorul poate observa doar o anumită stare. Deoarece pisica reprezintă nucleul atomului, va fi, de asemenea, într-o singură stare - fie vie, fie moartă.

Dezlegarea paradoxului - Interpretarea de la Copenhaga

Oamenii de știință de la Copenhaga au rezolvat misterul pisicii lui Schrödinger. Interpretarea modernă de la Copenhaga este că pisica este vie/moartă fără stări intermediare, deoarece nucleul nu se descompune sau nu se descompune atunci când se deschide cutia, ci chiar mai devreme, când nucleul este trimis la detector. Explicația pentru aceasta este următoarea: reducerea funcției de undă a microsistemului „pisica-detector-nucleu” nu are nicio legătură cu persoana care observă cutia, ci este legată de detector-observator al nucleului.

Această interpretare a fenomenului Pisicii lui Schrödinger neagă posibilitatea ca pisica să se afle într-o stare de suprapunere înainte de a deschide cutia – în starea de pisică vie/moartă în același timp. O pisică dintr-un macrosistem este întotdeauna într-o singură stare.

Important! Experimentul lui Schrodinger a arătat că un micro-obiect și un macro-obiect se comportă în sisteme în conformitate cu legi diferite - legile fizicii cuantice și, respectiv, legile fizicii în sensul său clasic.

Dar nu există nicio știință care să studieze fenomenele în timpul tranziției de la un macrosistem la un microsistem. Erwin Schrödinger era în flăcări cu ideea de a conduce un astfel de experiment tocmai în scopul de a dovedi slăbiciunea și incompletitudinea teorie generală fizică. Dorința sa cea mai profundă a fost să demonstreze prin experiență concretă că fiecare știință își îndeplinește propriile sarcini: fizica clasică studiază macroobiectele, fizica cuantică- micro-obiecte. Este nevoie de a dezvolta cunoștințe științifice pentru a descrie procesul de trecere de la obiecte mari la mici în sisteme.

Este foarte greu pentru un simplu profan să înțeleagă imediat esența acestui paradox. Într-adevăr, în mintea fiecărei persoane există convingerea că orice obiect al lumii materiale la un moment dat în timp poate fi doar la un moment dat.

Dar teoria lui Schrödinger poate fi aplicată doar micro-obiectelor, în timp ce pisica este un obiect al macrocosmosului.

Cea mai recentă interpretare a paradoxului pisicii lui Schrödinger este aplicarea sa în The Big Bang Theory, în care protagonistul Sheldon Cooper și-a explicat natura unei Penny mai puțin educate. Cooper a adus acest fenomen în domeniul relațiilor umane. Pentru a înțelege dacă relațiile dintre persoanele de sex opus sunt bune sau rele, trebuie doar să deschideți cutia. Și până în acest punct, orice relație este atât bună, cât și rea.