Que signifie le chat de Schrödinger ? Le chat de Schrödinger et son destin difficile

Un chat peut-il être à la fois vivant et mort ? Combien existent univers parallèles? Et est-ce qu'ils existent vraiment ? Il ne s’agit pas du tout de questions de science-fiction, mais de problèmes scientifiques bien réels résolus par la physique quantique.

Alors commençons par Le chat de Schrödinger. Il s'agit d'une expérience de pensée proposée par Erwin Schrödinger pour mettre en évidence un paradoxe qui existe en physique quantique. L'essence de l'expérience est la suivante.

Un chat imaginaire est simultanément placé dans une boîte fermée, ainsi que le même mécanisme imaginaire avec un noyau radioactif et un conteneur de gaz toxique. Selon l'expérience, si le noyau se désintègre, il activera le mécanisme : le réservoir de gaz s'ouvrira et le chat mourra. La probabilité de désintégration nucléaire est de 1 sur 2.

Le paradoxe est que, selon la mécanique quantique, si le noyau n’est pas observé, alors le chat se trouve dans ce qu’on appelle une superposition, en d’autres termes, le chat se trouve simultanément dans des états mutuellement exclusifs (il est à la fois vivant et mort). Cependant, si l'observateur ouvre la boîte, il peut vérifier que le chat est dans un état précis : il est soit vivant, soit mort. Selon Schrödinger, le caractère incomplet de la théorie quantique réside dans le fait qu'elle ne précise pas dans quelles conditions un chat cesse d'être en superposition et s'avère soit vivant, soit mort.

Ce paradoxe est aggravé par l'expérience de Wigner, qui ajoute la catégorie des amis à une expérience de pensée déjà existante. Selon Wigner, lorsque l'expérimentateur ouvrira la boîte, il saura si le chat est vivant ou mort. Pour l’expérimentateur, le chat cesse d’être en superposition, mais pour l’ami qui se trouve derrière la porte et qui ne connaît pas encore les résultats de l’expérience, le chat est encore quelque part « entre la vie et la mort ». Cela peut se poursuivre avec un nombre infini de portes et d'amis, et selon une logique similaire, le chat sera en superposition jusqu'à ce que tous les habitants de l'Univers sachent ce que l'expérimentateur a vu en ouvrant la boîte.

Comment la physique quantique explique-t-elle un tel paradoxe ? La physique quantique propose une expérience de pensée suicide quantique et deux options possibles développements d’événements basés sur différentes interprétations de la mécanique quantique.

Dans une expérience de pensée, une arme à feu est pointée sur le participant et soit elle tirera à la suite de la désintégration d'un atome radioactif, soit elle ne le fera pas. Encore une fois, 50 à 50. Ainsi, le participant à l’expérience mourra ou non, mais pour l’instant il est, comme le chat de Schrödinger, en superposition.

Cette situation peut être interprétée de différentes manières du point de vue de la mécanique quantique. Selon l'interprétation de Copenhague, l'arme finira par exploser et le participant mourra. Selon l'interprétation d'Everett, la superposition prévoit la présence de deux univers parallèles dans lesquels le participant existe simultanément : dans l'un d'eux il est vivant (l'arme n'a pas tiré), dans le second il est mort (l'arme a tiré). Cependant, si l'interprétation des mondes multiples est correcte, alors dans l'un des univers, le participant reste toujours en vie, ce qui conduit à l'idée de l'existence d'une « immortalité quantique ».

Quant au chat de Schrödinger et à l'observateur de l'expérience, alors, selon l'interprétation d'Everett, il se retrouve également, lui et le chat, dans deux univers à la fois, c'est-à-dire dans un « langage quantique », « empêtré » avec lui.

Cela ressemble à une histoire tirée d'un roman de science-fiction, mais c'en est une parmi tant d'autres... théories scientifiques, qui se déroule dans la physique moderne.

À ma grande honte, je tiens à admettre que j’ai entendu cette expression, mais que je ne savais pas ce qu’elle signifiait ni même sur quel sujet elle était utilisée. Laissez-moi vous raconter ce que j'ai lu sur Internet à propos de ce chat...

« Le chat de Shroedinger» - c'est le nom de la célèbre expérience de pensée du célèbre physicien théoricien autrichien Erwin Schrödinger, également lauréat du prix Nobel. A l'aide de cette expérience fictive, le scientifique a voulu montrer le caractère incomplet de la mécanique quantique dans le passage des systèmes subatomiques aux systèmes macroscopiques.

L'article original d'Erwin Schrödinger a été publié en 1935. Voici la citation :

On peut aussi construire des cas dans lesquels il y a un côté assez burlesque. Qu'un chat soit enfermé dans une chambre en acier avec la machine diabolique suivante (qui devrait l'être quelle que soit l'intervention du chat) : à l'intérieur d'un compteur Geiger se trouve une infime quantité de substance radioactive, si petite qu'un seul atome peut se désintégrer en une heure. , mais avec la même probabilité, il ne peut pas se désintégrer ; si cela se produit, le tube de lecture se décharge et le relais s'active, libérant le marteau qui brise le flacon contenant de l'acide cyanhydrique.

Si nous laissons tout ce système tranquille pendant une heure, nous pouvons alors dire que le chat sera vivant après cette période, tant que l'atome ne se désintègre pas. La première désintégration atomique empoisonnerait le chat. La fonction psi du système dans son ensemble exprimera cela en mélangeant ou en enduisant un chat vivant et un chat mort (pardonnez l'expression) à parts égales. Typique dans cas similaires c'est que l'incertitude, initialement limitée monde atomique, est converti en incertitude macroscopique, qui peut être éliminée par observation directe. Cela nous évite d’accepter naïvement le « modèle du flou » comme reflétant la réalité. En soi, cela ne signifie rien de flou ou de contradictoire. Il y a une différence entre une photo floue ou floue et une photo de nuages ​​ou de brouillard.

Autrement dit:

  1. Il y a une boîte et un chat. La boîte contient un mécanisme contenant un noyau atomique radioactif et un conteneur de gaz toxique. Les paramètres expérimentaux ont été sélectionnés de telle sorte que la probabilité de désintégration nucléaire en 1 heure soit de 50 %. Si le noyau se désintègre, un récipient de gaz s'ouvre et le chat meurt. Si le noyau ne se désintègre pas, le chat reste bien vivant.
  2. On enferme le chat dans une boîte, on attend une heure et on se pose la question : le chat est-il vivant ou mort ?
  3. La mécanique quantique semble nous dire que le noyau atomique (et donc le chat) est dans tous les états possibles simultanément (voir superposition quantique). Avant d'ouvrir la boîte, le système chat-noyau est dans l'état « le noyau est pourri, le chat est mort » avec une probabilité de 50 % et dans l'état « le noyau n'est pas pourri, le chat est vivant » avec une probabilité de 50 %. probabilité de 50%. Il s’avère que le chat assis dans la boîte est à la fois vivant et mort.
  4. Selon l'interprétation moderne de Copenhague, le chat est vivant/mort sans aucun état intermédiaire. Et le choix de l'état de désintégration du noyau ne se produit pas au moment de l'ouverture de la boîte, mais même lorsque le noyau entre dans le détecteur. Car la réduction de la fonction d’onde du système « chat-détecteur-noyau » n’est pas associée à l’observateur humain de la boîte, mais est associée au détecteur-observateur du noyau.

Selon la mécanique quantique, si le noyau d'un atome n'est pas observé, alors son état est décrit par un mélange de deux états - un noyau pourri et un noyau non pourri, donc un chat assis dans une boîte et personnifiant le noyau d'un atome est à la fois vivant et mort. Si la boîte est ouverte, l'expérimentateur ne peut voir qu'un seul état spécifique : « le noyau s'est désintégré, le chat est mort » ou « le noyau ne s'est pas désintégré, le chat est vivant ».

L'essence du langage humain

L'expérience de Schrödinger a montré que, du point de vue de la mécanique quantique, le chat est à la fois vivant et mort, ce qui ne peut pas être le cas. La mécanique quantique présente donc des défauts importants.

La question est : quand un système cesse-t-il d’exister en tant que mélange de deux États et en choisit-il un en particulier ? Le but de l'expérience est de montrer que la mécanique quantique est incomplète sans certaines règles indiquant dans quelles conditions la fonction d'onde s'effondre et le chat devient mort ou reste en vie, mais n'est plus un mélange des deux. Puisqu’il est clair qu’un chat doit être soit vivant, soit mort (il n’y a pas d’état intermédiaire entre la vie et la mort), il en sera de même pour le noyau atomique. Il doit être soit pourri, soit intact (Wikipédia).

Une autre interprétation la plus récente de l'expérience de pensée de Schrödinger est l'histoire de Sheldon Cooper, le héros de la série "Theory Big Bang" ("Big Bang Theory"), qu'il a livré à sa voisine moins instruite Penny. Le point important de l'histoire de Sheldon est que le concept du chat de Schrödinger peut être appliqué aux relations humaines. Afin de comprendre ce qui se passe entre un homme et une femme, quel type de relation existe entre eux : bonne ou mauvaise, il suffit d'ouvrir la boîte. En attendant, la relation est à la fois bonne et mauvaise.

Vous trouverez ci-dessous un clip vidéo de cet échange de Big Bang Theory entre Sheldon et Penia.


L'illustration de Schrödinger est meilleur exemple pour décrire le principal paradoxe de la physique quantique : selon ses lois, des particules telles que des électrons, des photons et même des atomes existent simultanément dans deux états (« vivant » et « mort », si vous vous souvenez du chat qui souffre depuis longtemps). Ces états sont appelés superpositions.

Le physicien américain Art Hobson de l'Université de l'Arkansas (Arkansas State University) a proposé sa solution à ce paradoxe.

«Les mesures en physique quantique sont basées sur le fonctionnement de certains dispositifs macroscopiques, comme un compteur Geiger, à l'aide desquels l'état quantique des systèmes microscopiques - atomes, photons et électrons est déterminé. La théorie quantique implique que si vous connectez un système microscopique (particule) à un appareil macroscopique qui distingue deux états différents du système, alors l'appareil (compteur Geiger, par exemple) entrera dans un état d'intrication quantique et se retrouvera également dans deux superpositions en même temps. Cependant, il est impossible d’observer ce phénomène directement, ce qui le rend inacceptable », précise le physicien.

Hobson dit que dans le paradoxe de Schrödinger, le chat joue le rôle d'un appareil macroscopique, un compteur Geiger, connecté à un noyau radioactif pour déterminer l'état de désintégration ou de « non-désintégration » de ce noyau. Dans ce cas, un chat vivant sera un indicateur de « non-carie », et un chat mort sera un indicateur de carie. Mais selon la théorie quantique, le chat, comme le noyau, doit exister dans deux superpositions de vie et de mort.

Au lieu de cela, selon le physicien, l'état quantique du chat devrait être intriqué avec l'état de l'atome, ce qui signifie qu'ils sont dans une « connexion non locale » l'un avec l'autre. Autrement dit, si l'état de l'un des objets intriqués change soudainement à l'opposé, alors l'état de sa paire changera également, quelle que soit leur distance l'un de l'autre. Dans le même temps, Hobson fait référence à une confirmation expérimentale de cette théorie quantique.

« La chose la plus intéressante dans la théorie de l’intrication quantique est que le changement d’état des deux particules se produit instantanément : aucun signal lumineux ou électromagnétique n’aurait le temps de transmettre des informations d’un système à un autre. On peut donc dire qu'il s'agit d'un objet divisé en deux parties par l'espace, quelle que soit la distance qui les sépare », explique Hobson.

Le chat de Schrödinger n'est plus vivant et mort en même temps. Il est mort si la désintégration se produit, et vivant si la désintégration ne se produit jamais.

Ajoutons que des solutions similaires à ce paradoxe ont été proposées par trois autres groupes de scientifiques au cours des trente dernières années, mais elles n'ont pas été prises au sérieux et sont restées inaperçues dans la communauté au sens large. cercles scientifiques. Hobson note que la résolution des paradoxes de la mécanique quantique, au moins théoriquement, est absolument nécessaire à sa compréhension approfondie.

Schrödinger

Mais tout récemment LES THÉORISTES EXPLIQUENT COMMENT LA GRAVITÉ TUE LE CHAT DE SCHRODINGER, mais c'est plus compliqué...

En règle générale, les physiciens expliquent le phénomène selon lequel la superposition est possible dans le monde des particules, mais impossible avec les chats ou autres macro-objets, interférences de l'environnement. Lorsqu’un objet quantique traverse un champ ou interagit avec des particules aléatoires, il ne prend immédiatement qu’un seul état, comme s’il avait été mesuré. C'est exactement ainsi que la superposition est détruite, comme le pensaient les scientifiques.

Mais même s’il devenait possible d’isoler un macro-objet dans un état de superposition des interactions avec d’autres particules et champs, il adopterait tôt ou tard un état unique. Cela est du moins vrai pour les processus qui se produisent à la surface de la Terre.

« Quelque part dans l’espace interstellaire, un chat aurait peut-être une chance de maintenir une cohérence quantique, mais sur Terre ou à proximité de n’importe quelle planète, cela est extrêmement improbable. Et la raison en est la gravité », explique l'auteur principal de la nouvelle étude, Igor Pikovski du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Pikovsky et ses collègues de l'Université de Vienne soutiennent que la gravité a un effet destructeur sur les superpositions quantiques de macro-objets et que nous n'observons donc pas de phénomènes similaires dans le macrocosme. Le concept de base de la nouvelle hypothèse est d’ailleurs brièvement exposé dans long métrage"Interstellaire".

d'Einstein théorie générale la relativité stipule qu'un objet extrêmement massif courbera l'espace-temps à proximité de lui. En considérant la situation à un niveau plus petit, on peut dire que pour une molécule placée près de la surface de la Terre, le temps passera un peu plus lentement que pour une molécule située sur l'orbite de notre planète.

En raison de l’influence de la gravité sur l’espace-temps, une molécule affectée par cette influence connaîtra une déviation de sa position. Et cela, à son tour, devrait affecter son énergie interne - les vibrations des particules d'une molécule qui changent avec le temps. Si une molécule était introduite dans un état de superposition quantique de deux emplacements, alors la relation entre la position et l’énergie interne forcerait bientôt la molécule à « choisir » une seule des deux positions dans l’espace.

« Dans la plupart des cas, le phénomène de décohérence est associé à une influence extérieure, mais dans dans ce cas la vibration interne des particules interagit avec le mouvement de la molécule elle-même », explique Pikovsky.

Cet effet n’a pas encore été observé car d’autres sources de décohérence, telles que les champs magnétiques, le rayonnement thermique et les vibrations, sont généralement beaucoup plus fortes, provoquant la destruction des systèmes quantiques bien avant la gravité. Mais les expérimentateurs s’efforcent de tester l’hypothèse.

Une configuration similaire pourrait également être utilisée pour tester la capacité de la gravité à détruire les systèmes quantiques. Pour ce faire, il faudra comparer les interféromètres verticaux et horizontaux : dans le premier, la superposition devrait bientôt disparaître en raison de la dilatation du temps aux différentes « hauteurs » du trajet, tandis que dans le second, la superposition quantique pourrait subsister.

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C'est un chat qui est à la fois vivant et mort. Il doit cette malheureuse condition à Lauréat du Prix Nobel en physique, le scientifique autrichien Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

Sections:

L'essence de l'expérience / paradoxe

Le chat est dans une boîte fermée avec un mécanisme contenant un noyau radioactif et un conteneur de gaz toxique. Les caractéristiques de l'expérience sont choisies de telle sorte que la probabilité que le noyau se désintègre en 1 heure soit de 50 %. Si le noyau se désintègre, il active le mécanisme, le réservoir de gaz s'ouvre et le chat meurt. Selon la mécanique quantique, si aucune observation n'est faite du noyau, alors son état est décrit par une superposition (mélange) de deux états - un noyau pourri et un noyau non pourri, donc un chat assis dans une boîte est à la fois vivant et mort. immediatement.

Dès que vous ouvrez la boîte, l'expérimentateur ne devrait voir qu'un seul état : « le noyau s'est désintégré, le chat est mort » ou « le noyau ne s'est pas désintégré, le chat est vivant ». Mais même s’il n’y a aucun observateur dans le processus, l’animal malheureux reste « mort ».

Marginalisé

  • Le malheur n'arrive jamais seul
    Non seulement la santé de l’habitant à queue de la boîte est mise en doute, mais aussi son sexe : dans l’expérience originale, le chat de Schrödinger était encore un chat (die Katze).
  • Il n'y a pas de chats "morts"
    Il est important de se rappeler que l'expérience de Schrödinger n'avait pas pour but de prouver l'existence de chats « morts » (et, contrairement à ce qu'affirme la deuxième partie du jeu « Portal », n'a pas été inventée comme excuse pour tuer des chats). Bien évidemment, le chat doit être soit vivant, soit mort, puisqu’il n’y a pas d’état intermédiaire.
    L'expérience montre que la mécanique quantique n'est pas capable de décrire le comportement des macrosystèmes (y compris le chat) : elle est incomplète sans certaines règles qui indiquent quand le système choisit un état particulier, dans quelles conditions la fonction d'onde s'effondre et le chat reste en vie. ou devient mort, mais cesse d'être un mélange des deux.
Interprétations Interprétation de Copenhague nie qu'avant d'ouvrir la boîte, le chat soit dans un état de confusion entre vivant et mort. Certains pensent que tant que la boîte est fermée, le système est dans une superposition des états « noyau pourri, chat mort » et « noyau non pourri, chat vivant », et que lorsque la boîte est ouverte, alors seulement la fonction d'onde s'effondre. à l'une des options. D'autres disent qu'une « observation » se produit lorsqu'une particule du noyau frappe le détecteur ; cependant, hélas, dans l'interprétation de Copenhague, il n'y a pas de règle claire indiquant quand cela se produit, et donc cette interprétation est incomplète jusqu'à ce qu'une telle règle y soit introduite ou qu'il ne soit pas dit comment elle peut être introduite en principe. L'interprétation des mondes multiples d'Everett , contrairement à celui de Copenhague, ne considère pas le processus d'observation comme quelque chose de spécial. Ici, les deux états du chat existent, mais décohérent - c'est-à-dire que, comme le comprend l'auteur, l'unité de ces états est perturbée en raison de l'interaction avec environnement . Lorsque l'observateur ouvre la boîte, il s'emmêle (se mélange) avec le chat, ce qui crée deux états d'observateur, l'un correspondant à un chat vivant et l'autre à un chat mort. Ces états n'interagissent pas les uns avec les autres.
Le chat comme observateur compétent
  • Nadav Katz de l'Université de Californie et ses collègues ont publié les résultats d'une expérience en laboratoire dans laquelle ils ont pu « restituer » l'état quantique d'une particule, et après avoir mesuré cet état. Ainsi, il est possible de sauver la vie du chat quelles que soient les conditions d’effondrement de la fonction d’onde. Peu importe qu’il soit vivant ou mort : vous pouvez toujours le récupérer [lien] .
  • 03/06/2011 RIA Novosti a rapporté que des physiciens chinois étaient capables de créer "Le chat de Schrödinger" à huit photons[link] , qui devrait faciliter le développement des futurs ordinateurs quantiques

L'image dans la culture

Peut-être que personne n’a fait plus pour populariser la mécanique quantique que le pauvre chat. Même les personnes les plus éloignées de ce domaine complexe de connaissances, inquiètes du sort de l'animal probablement en souffrance, tentent de comprendre les subtilités de l'expérience, en espérant que tout ne soit pas si grave. Le chat inspire les artistes et la culture populaire.
Citons ses principales réalisations :

Littérature: La situation du chat de Schrödinger est évoquée par les personnages principaux du livre de Douglas Adams "Dirk Gently's Detective Agency". Dans le livre de Dan Simmons "Endymion" personnage principal Raoul Endymion écrit son récit alors qu'il est en orbite autour d'Armagast dans la « boîte à chat » de Schrödinger., généreusement assaisonné de détails provenant de divers domaines de la physique. L'intrigue du roman de science-fiction de Frederik Pohl « La venue des chats quantiques » (1986) est construite sur l'idée d'interaction entre des univers « voisins ». Dans le film des frères Coen A Serious Man, un étudiant déclare à un professeur : « Je comprends l'expérience du chat mort », ce qui, bien sûr, indique le contraire. Dans le film « Repo Man » (« Collectors », en version russe « Rippers »), le personnage principal au début du film parle d'un scientifique inconnu qui a un chat. Et ce chat est dans un état de « …à la fois vivant et mort… ». Dans l'un des épisodes de la série de science-fiction Stargate SG-1, un chat nommé Schrödinger apparaît. Le personnage principal de la série de science-fiction « Slithers » possède également un chat du même nom. Dans la série télévisée Stargate SG-1, un chat orange nommé Schrödinger a été donné à un extraterrestre. Le chat mort Schrödinger apparaît dans la série télévisée CSI : Las Vegas (saison 8, épisode 15 : La théorie du tout). Il existe un jeu de quête « Le retour du chat quantique ». Dans le jeu "Nethack", il y a un monstre "Quantum Mechanic", qui a parfois avec lui une boîte avec un chat. L’état du chat n’est déterminé qu’à l’ouverture de la boîte. Dans le jeu "Half-Life 2", il y avait un chat dans un laboratoire avec des téléporteurs, dont Barney fait "encore" des cauchemars. Le portrait du chat de Schrödinger se retrouve également dans le remake de 1998 basé sur Half-Life. - "Black Mesa" (anciennement connu sous le nom de "Black Mesa : Source"). Lien vers une capture d'écran notariée. Dans chaque niveau de Bioshock, il y a un chat mort dans un coin isolé, identifié comme étant Shrodinger. Dans la deuxième partie, vous pouvez également le retrouver - le chat se repose sur l'une des banquises dans une pièce gelée avec quatre caméras de surveillance dans les coins. Le chat PNJ du même nom apparaît dans le RPG japonais Shin Megami Tensei : Digital Devil Saga. Le slogan principal du jeu Portal, « Le gâteau est un mensonge », est un erratif de l’un des résultats de l’expérience de Schrödinger, à savoir « Le chat est vivant ». Dans la deuxième partie du jeu, le chat n’est pas non plus oublié. La mention de l'expérience peut être trouvée dans le livre de règles russe. jeu de plateau
"L'ère du Verseau". Le chat a même sa propre assiette de caractéristiques - elle est complètement vide, donc c'est comme si elle n'existait pas.
Musique:
Le soi-disant festival de musique non standard « Le chat de Schrödinger », organisé sous les slogans « Vrai vie- vraie mort - vraie musique ! et « Le chat de Schrödinger est-il vivant ou mort ? Et toi?" Google rapporte également que le nom « KoT Schrödinger » est un projet quasi musical d'un très petit groupe de Korolev, près de Moscou. L'album Saturnine Martial and Lunatic du groupe britannique Tears for Fears contient une chanson du même nom. Par exemple, Yasser Arafat était dans cet état lorsqu’il était dans le coma avant sa mort, tout comme Oussama Ben Laden. Selon Absurdopedia, un cochon dans un sac est une version simplifiée de l'expérience du chat de Schrödinger [lien]. Stephen Hawking a paraphrasé ce qui est devenu

slogan

Hans Jost «Quand j'entends parler de culture, je prends une arme à feu» comme ceci: «Quand j'entends parler du chat de Schrödinger, ma main tend la main à une arme à feu!» Cela s’explique par le fait que, comme beaucoup d’autres physiciens, Hawking est d’avis que l’interprétation de la mécanique quantique de « l’École de Copenhague » met l’accent sans justification sur le rôle de l’observateur. Dans le cadre de l'ouverture du Département de théologie du MEPhI, l'image suivante s'est répandue en ligne ::

  1. En 1935, Eric Schrödinger, un ardent opposant à la nouvelle mécanique quantique, publia un article qui prétendait exposer et prouver l’incohérence de cette nouvelle branche du développement de la physique.
  2. L'essence de l'article est
  3. mener une expérience de pensée
  4. Un chat vivant est placé dans une boîte complètement fermée.
  5. Un compteur Geiger contenant un atome radioactif est placé à côté du chat.
  6. Un flacon rempli d'acide est connecté directement au compteur Geiger.

La désintégration possible d'un atome radioactif activera le compteur Geiger, qui, à son tour, brisera le flacon et l'acide qui s'en dégage tuera le chat. Le chat restera-t-il en vie ou mourra-t-il s’il reste avec des voisins aussi gênants ? Une heure est allouée à l'expérience.

Réponds à cette question:

  1. et a été appelé à prouver l'incohérence de la théorie quantique, basée sur la superposition : la loi du paradoxe - toutes les microparticules de notre monde sont toujours simultanément dans deux états, jusqu'à ce qu'elles commencent à être observées.
  2. C'est-à-dire qu'étant dans un espace fermé (théorie quantique), notre chat, ainsi que son voisin imprévisible - l'atome, sont simultanément présents

dans deux états

Un chat vivant et en même temps mort.

En d’autres termes, si nous ouvrons un système fermé dans lequel un chat est placé avec un atome radioactif, nous ne verrons qu’un des états possibles du sujet.

Cela a été prouvé par le physicien américain de l’Université de l’Arkansas, Art Hobson. Selon sa théorie, si l'on connecte un microsystème (atome radioactif) à un macrosystème (compteur Geiger), ce dernier s'imprégnera nécessairement de l'état d'intrication quantique du premier et passera en superposition. Et comme nous ne pouvons pas observer directement ce phénomène, il deviendra pour nous inacceptable (comme l’a prouvé Schrödinger).

Ainsi, nous avons découvert que l’atome et le compteur de rayonnement sont dans la même superposition. Alors qui ou quoi, pour ce système, peut-on appeler un chat ? Si l’on réfléchit logiquement, le chat, dans ce cas, devient un indicateur de l’état du noyau radioactif (simplement un indicateur) :

  1. Le chat est vivant, le noyau n'est pas pourri.
  2. Le chat est mort, le noyau s'est désintégré.

Cependant, il faut tenir compte du fait que le chat fait également partie d’un système unique, puisqu’il est également à l’intérieur de la boîte. Par conséquent, selon la théorie quantique, le chat est dans une connexion dite non locale avec l'atome, c'est-à-dire dans un état confus, ce qui signifie dans une superposition du micromonde.

Il s'ensuit que s'il y a un changement soudain dans l'un des objets du système, la même chose arrivera à un autre objet, quelle que soit leur distance l'un de l'autre. Un changement instantané de l'état des deux objets prouve qu'il s'agit d'un système unique, simplement divisé par l'espace en deux parties.

Cela signifie que nous pouvons affirmer avec certitude que le chat de Schrödinger est instantanément soit vivant, si l’atome ne s’est pas désintégré, soit mort, si l’atome s’est désintégré.

Et pourtant, c’est grâce à l’expérience de pensée de Schrödinger qu’a été construit un dispositif mathématique décrivant les superpositions du micromonde. Ces connaissances ont trouvé de nombreuses applications en cryptographie et en technologie informatique.

Enfin, je voudrais souligner l’amour inépuisable pour le mystérieux paradoxe du « chat de Schrödinger » de la part de toutes sortes d’écrivains et de cinéma. C'est juste quelques exemples:

  1. Un appareil magique appelé « Le chat de Schrödinger » dans le roman « La Dernière montre » de Lukyanenko.
  2. Dans le roman policier de Douglas Adams, Dirk Gently's Detective Agency, il y a une discussion animée sur le problème du chat de Schrödinger.
  3. Dans le roman de R. E. Heinlein, Le chat marche à travers les murs, le personnage principal, un chat, est presque constamment dans deux états à la fois.
  4. Célèbre chat de Cheshire Lewis Carroll dans le roman "Alice au pays des merveilles" aime apparaître à plusieurs endroits à la fois.
  5. Dans le roman Fahrenheit 451, Ray Bradbury soulève la question du chat de Schrödinger, sous la forme d'un chien mécanique mort-vivant.
  6. Dans le roman « Le Magicien guérisseur », Christopher Stasheff décrit de manière très originale sa vision du chat de Schrödinger.

Et bien d’autres idées enchanteresses et complètement impossibles sur une expérience de pensée aussi mystérieuse.

est une expérience de pensée du physicien Erwin Schrödinger, dont l'essence est que le chat dans la boîte est à la fois vivant et mort. Ainsi, le scientifique a prouvé le caractère incomplet de la mécanique quantique lors du passage des systèmes subatomiques aux systèmes macroscopiques.

Origine

Le physicien théoricien autrichien Erwin Schrödinger a proposé en 1935 une expérience avec un chat dans une boîte dans son article « La situation actuelle de la mécanique quantique » (Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik) dans la publication Naturwissenschaften.

Nous prenons le chat et le mettons dans la boîte. La boîte contient un noyau atomique et un récipient contenant du gaz toxique. La probabilité de désintégration nucléaire est de 50 % ; si elle se produit, le réservoir de gaz s'ouvrira et le chat mourra. Si la carie ne se produit pas, le chat est vivant. Selon les bases de la mécanique quantique, avant d'ouvrir la boîte, le chat est dans un état de superposition quantique, c'est-à-dire dans tous les états en même temps.

Il s'avère que dans le système « cat-core », un chat peut être vivant ou mort avec la même probabilité de 50 %. Ou bien il est à la fois vivant et mort.

Popularité sur Internet

La question du chat de Schrödinger a été abordée pour la première fois sur Internet en mai 1990, sur le forum sci.physics d’Usenet. Le 9 août 2000, un poème dédié au chat de Schrödinger a été publié sur le forum Straight Dope Q&A.

En août 2004, le détaillant en ligne ThinkGeek a commencé à vendre des T-shirts avec le slogan « Le chat de Schrödinger est mort ».

Le 4 janvier 2006, une bande dessinée de Schrödinger est sortie dans la série de bandes dessinées Xkcd.

«Le dernier panneau de cette bande dessinée est à la fois drôle et pas drôle. Jusqu’à ce que vous l’ayez lu, vous ne pouvez pas dire comment cela va se passer à la fin.

- Merde"

Le 2 juin 2007, le site Internet I Can Has Cheezburger a publié une photo d'un chat dans une boîte avec la légende : « Dans votre boîte quantique... un chat... peut-être. »

Le couronnement du chat de Schrödinger était un Google Doodle qui lui était dédié, paru le 12 août 2013, jour du 126e anniversaire d'Erwin Schrödinger.

Références à la culture populaire

Films, séries télévisées, livres et jeux d'ordinateur, où cette expérience a été mentionnée. Donnons juste quelques exemples.

Dans l'épisode 16 de la sixième saison de Futurama, la police arrête Schrödinger et son chat.

Dans le deuxième épisode de la première saison de Rick et Morty, les personnages principaux rencontrent les chats de Schrödinger dans une réalité parallèle.

Sheldon Cooper dans The Big Bang Theory a utilisé la théorie du chat de Schrödinger pour expliquer à Penny comment fonctionnent les relations entre hommes et femmes.

Signification

Le chat de Schrödinger n'est pas seulement un mème Internet, mais aussi un héros de la culture populaire. Le chat, à la fois vivant et mort, symbolise une certaine ambiguïté. On se souvient de Schrödinger lorsque quelque chose est à la fois drôle et pas, ou lorsque quelque chose est à la fois interdit et autorisé. Par exemple, un feu tricolore avec des feux rouges et verts allumés en même temps est un feu tricolore de Schrödinger.

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