Czy kot może być jednocześnie żywy i martwy? Ilu istnieje wszechświaty równoległe? I czy w ogóle istnieją? To wcale nie są pytania science fiction, ale bardzo realne problemy naukowe rozwiązywane przez fizykę kwantową.
Zacznijmy więc od Kot Schrödingera. To eksperyment myślowy zaproponowany przez Erwina Schrödingera w celu wykazania paradoksu istniejącego w fizyce kwantowej. Istota eksperymentu jest następująca.
Wyimaginowany kot zostaje jednocześnie umieszczony w zamkniętym pudełku, a także ten sam wyimaginowany mechanizm z radioaktywnym rdzeniem i pojemnik z trującym gazem. Według eksperymentu, jeśli jądro się rozpadnie, uruchomi to mechanizm: pojemnik z gazem otworzy się, a kot umrze. Prawdopodobieństwo rozpadu jądrowego wynosi 1 do 2.
Paradoks polega na tym, że według mechaniki kwantowej, jeśli nie obserwuje się jądra, to kot znajduje się w tzw. superpozycji, czyli kot znajduje się jednocześnie w stanach wzajemnie się wykluczających (jest żywy i martwy). Jeśli jednak obserwator otworzy pudełko, może sprawdzić, czy kot znajduje się w jednym konkretnym stanie: jest żywy lub martwy. Zdaniem Schrödingera niekompletność teorii kwantowej polega na tym, że nie określa ona, w jakich warunkach kot przestaje znajdować się w superpozycji i okazuje się żywy lub martwy.
Paradoks ten potęguje eksperyment Wignera, który do istniejącego już eksperymentu myślowego dodaje kategorię przyjaciół. Według Wignera, kiedy eksperymentator otworzy pudełko, będzie wiedział, czy kot żyje, czy nie. Dla eksperymentatora kot przestaje być w superpozycji, ale dla przyjaciela, który jest za drzwiami i nie wie jeszcze o wynikach eksperymentu, kot nadal znajduje się gdzieś „pomiędzy życiem a śmiercią”. Można to kontynuować z nieskończoną liczbą drzwi i przyjaciół i zgodnie z podobną logiką kot będzie w superpozycji, dopóki wszyscy ludzie we Wszechświecie nie dowiedzą się, co zobaczył eksperymentator po otwarciu pudełka.
Jak fizyka kwantowa wyjaśnia taki paradoks? Fizyka kwantowa oferuje eksperyment myślowy samobójstwo kwantowe i dwa możliwe opcje rozwój wydarzeń w oparciu o różne interpretacje mechaniki kwantowej.
W eksperymencie myślowym pistolet jest wycelowany w uczestnika i albo wystrzeli w wyniku rozpadu radioaktywnego atomu, albo nie. Znowu 50 do 50. Zatem uczestnik eksperymentu albo umrze, albo nie, ale na razie znajduje się, podobnie jak kot Schrödingera, w superpozycji.
Sytuację tę można różnie interpretować z punktu widzenia mechaniki kwantowej. Według interpretacji kopenhaskiej pistolet w końcu wybuchnie, a uczestnik umrze. Według interpretacji Everetta superpozycja przewiduje obecność dwóch równoległych wszechświatów, w których uczestnik istnieje jednocześnie: w jednym żyje (pistolet nie wystrzelił), w drugim jest martwy (wystrzał). Jeśli jednak interpretacja wielu światów jest poprawna, to w jednym z wszechświatów uczestnik zawsze pozostaje żywy, co prowadzi do idei istnienia „nieśmiertelności kwantowej”.
Jeśli chodzi o kota Schrödingera i obserwatora eksperymentu, to zgodnie z interpretacją Everetta on i kot znajdują się jednocześnie w dwóch Wszechświatach, czyli w „języku kwantowym”, „uwikłani” w niego.
Brzmi to jak historia z powieści science fiction, ale jest jedną z wielu... teorie naukowe, co ma miejsce we współczesnej fizyce.
Ze wstydem muszę przyznać, że słyszałem to wyrażenie, ale nie wiedziałem, co ono oznacza i w jakim temacie zostało użyte. Opowiem Wam co przeczytałam w Internecie na temat tego kota...
« Kot Schrödingera» - tak nazywa się słynny eksperyment myślowy słynnego austriackiego fizyka teoretycznego Erwina Schrödingera, który jest także laureatem Nagrody Nobla. Za pomocą tego fikcyjnego eksperymentu naukowiec chciał wykazać niekompletność mechaniki kwantowej w przejściu od układów subatomowych do układów makroskopowych.
Oryginalny artykuł Erwina Schrödingera ukazał się w 1935 roku. Oto cytat:
Można też konstruować przypadki, w których panuje niezła burleska. Niech jakiś kot zostanie zamknięty w stalowej komorze wraz z następującą diaboliczną maszyną (co powinno być niezależne od interwencji kota): wewnątrz licznika Geigera znajduje się niewielka ilość substancji radioaktywnej, tak mała, że w ciągu godziny może rozpaść się tylko jeden atom , ale z takim samym prawdopodobieństwem nie może się rozpaść; jeśli tak się stanie, rurka odczytowa zostaje rozładowana i przekaźnik zostaje aktywowany, uwalniając młotek, który rozbija kolbę kwasem cyjanowodorowym.
Jeśli zostawimy cały ten układ samemu sobie na godzinę, to można powiedzieć, że po tym czasie kot będzie żył, o ile atom nie ulegnie rozpadowi. Już pierwszy rozpad atomu zatrułby kota. Funkcja psi systemu jako całości wyrazi to poprzez zmieszanie lub posmarowanie żywego i martwego kota (przepraszam za wyrażenie) w równych częściach. Typowe w podobne przypadki jest to, że niepewność, początkowo ograniczona świat atomowy, przekształca się w niepewność makroskopową, którą można wyeliminować poprzez bezpośrednią obserwację. Uniemożliwia to naiwne przyjęcie „modelu rozmycia” jako odzwierciedlającego rzeczywistość. Nie oznacza to samo w sobie niczego niejasnego lub sprzecznego. Istnieje różnica pomiędzy rozmazanym lub nieostrym zdjęciem a zdjęciem chmur lub mgły.
Innymi słowy:
- Jest pudełko i kot. Pudełko zawiera mechanizm zawierający radioaktywne jądro atomowe oraz pojemnik z trującym gazem. Parametry eksperymentu dobrano tak, aby prawdopodobieństwo rozpadu jądrowego w ciągu 1 godziny wynosiło 50%. Jeśli jądro rozpadnie się, otworzy się pojemnik z gazem i kot umrze. Jeśli jądro nie ulegnie rozkładowi, kot pozostanie żywy i ma się dobrze.
- Zamykamy kota w pudełku, czekamy godzinę i zadajemy pytanie: czy kot żyje, czy nie żyje?
- Mechanika kwantowa zdaje się nam mówić, że jądro atomowe (a zatem i kot) znajduje się we wszystkich możliwych stanach jednocześnie (patrz superpozycja kwantowa). Zanim otworzymy pudełko, układ kot-jądro znajduje się w stanie „jądro uległo rozpadowi, kot nie żyje” z prawdopodobieństwem 50% oraz w stanie „jądro nie uległo rozpadowi, kot żyje” z prawdopodobieństwem 50%. prawdopodobieństwo 50%. Okazuje się, że kot siedzący w pudełku jest jednocześnie żywy i martwy.
- Według współczesnej interpretacji kopenhaskiej kot jest żywy/martwy, bez żadnych stanów pośrednich. A wybór stanu rozpadu jądra następuje nie w momencie otwarcia pudełka, ale już w momencie wejścia jądra do detektora. Ponieważ redukcja funkcji falowej układu „kot-detektor-jądro” nie jest związana z ludzkim obserwatorem skrzynki, ale z detektorem-obserwatorem jądra.
Według mechaniki kwantowej, jeśli nie obserwuje się jądra atomu, wówczas jego stan opisuje mieszanina dwóch stanów - jądra rozpadającego się i jądra nierozłożonego, a zatem kot siedzący w pudełku i uosabiający jądro atomu jest jednocześnie żywy i martwy. Jeśli pudełko zostanie otwarte, eksperymentator może zobaczyć tylko jeden konkretny stan - „jądro rozpadło się, kot nie żyje” lub „jądro nie uległo rozkładowi, kot żyje”.
Esencja w języku ludzkim
Eksperyment Schrödingera pokazał, że z punktu widzenia mechaniki kwantowej kot jest jednocześnie żywy i martwy, co nie może być możliwe. Dlatego mechanika kwantowa ma istotne wady.
Pytanie brzmi: kiedy system przestaje istnieć jako mieszanina dwóch stanów i wybiera jeden, konkretny? Celem eksperymentu jest pokazanie, że mechanika kwantowa nie jest kompletna bez pewnych reguł, które wskazują, w jakich warunkach funkcja falowa załamuje się, a kot albo staje się martwy, albo pozostaje żywy, ale nie jest już mieszaniną obu. Ponieważ jest jasne, że kot musi być żywy lub martwy (nie ma stanu pośredniego między życiem a śmiercią), podobnie będzie z jądrem atomowym. Musi być albo zbutwiały, albo niezniszczony (Wikipedia).
Inną najnowszą interpretacją eksperymentu myślowego Schrödingera jest historia Sheldona Coopera, bohatera serialu „Teoria wielki wybuch” („Teoria wielkiego podrywu”), który wygłosił dla swojej mniej wykształconej sąsiadki Penny. Istotą historii Sheldona jest to, że koncepcję kota Schrödingera można zastosować w relacjach międzyludzkich. Aby zrozumieć, co dzieje się między mężczyzną i kobietą, jaki rodzaj relacji między nimi jest dobry czy zły, wystarczy otworzyć pudełko. Do tego czasu związek jest zarówno dobry, jak i zły.
Poniżej znajduje się klip wideo przedstawiający wymianę zdań w ramach teorii wielkiego podrywu pomiędzy Sheldonem i Penią.
Ilustracja Schrödingera jest najlepszy przykład aby opisać główny paradoks fizyki kwantowej: zgodnie z jej prawami cząstki takie jak elektrony, fotony, a nawet atomy istnieją jednocześnie w dwóch stanach („żywy” i „martwy”, jeśli pamiętacie cierpliwego kota). Stany te nazywane są superpozycjami.
Amerykański fizyk Art Hobson z University of Arkansas (Arkansas State University) zaproponował swoje rozwiązanie tego paradoksu.
„Pomiary w fizyce kwantowej opierają się na działaniu pewnych urządzeń makroskopowych, np. licznika Geigera, za pomocą którego określa się stan kwantowy układów mikroskopowych – atomów, fotonów i elektronów. Teoria kwantowa zakłada, że jeśli podłączymy mikroskopijny układ (cząstkę) do jakiegoś makroskopowego urządzenia, które rozróżnia dwa różne stany układu, to urządzenie (na przykład licznik Geigera) przejdzie w stan splątania kwantowego i również znajdzie się w dwóch jednocześnie superpozycje. Nie da się jednak tego zjawiska zaobserwować bezpośrednio, co czyni go niedopuszczalnym” – mówi fizyk.
Hobson twierdzi, że w paradoksie Schrödingera kot pełni rolę makroskopowego urządzenia, licznika Geigera, połączonego z radioaktywnym jądrem w celu określenia stanu rozpadu lub „nierozpadu” tego jądra. W tym przypadku żywy kot będzie wskaźnikiem „niegnicia”, a martwy kot będzie wskaźnikiem rozkładu. Ale według teorii kwantowej kot, podobnie jak jądro, musi istnieć w dwóch superpozycjach życia i śmierci.
Zamiast tego, zdaniem fizyka, stan kwantowy kota powinien być splątany ze stanem atomu, co oznacza, że pozostają one ze sobą w „nielokalnej relacji”. Oznacza to, że jeśli stan jednego ze splątanych obiektów nagle zmieni się na przeciwny, wówczas zmieni się również stan jego pary, niezależnie od tego, jak daleko od siebie będą. Jednocześnie Hobson nawiązuje do eksperymentalnego potwierdzenia tej teorii kwantowej.
„Najciekawszą rzeczą w teorii splątania kwantowego jest to, że zmiana stanu obu cząstek następuje natychmiast: żadne światło ani sygnał elektromagnetyczny nie miałby czasu na przesłanie informacji z jednego układu do drugiego. Można więc powiedzieć, że jest to jeden obiekt podzielony przestrzennie na dwie części, niezależnie od tego, jak duża jest między nimi odległość” – wyjaśnia Hobson.
Kot Schrödingera nie jest już żywy i martwy jednocześnie. Jest martwy, jeśli nastąpi dezintegracja, i żywy, jeśli dezintegracja nigdy nie nastąpi.
Dodajmy, że podobne rozwiązania tego paradoksu zaproponowały na przestrzeni ostatnich trzydziestu lat jeszcze trzy grupy naukowców, nie zostały one jednak potraktowane poważnie i pozostały niezauważone w szerszym środowisku. koła naukowe. Hobson zauważa, że rozwiązywanie paradoksów mechaniki kwantowej, przynajmniej teoretycznie, jest absolutnie niezbędne do jej głębokiego zrozumienia.
Schrödingera
Ale niedawno TEORYŚCI WYJAŚNIAJĄ, W JAKI SPOSÓB GRAWITACJA ZABIJA KOTA SCHRODINGERA, ale to jest bardziej skomplikowane...
Fizycy z reguły wyjaśniają zjawisko polegające na tym, że w świecie cząstek superpozycja jest możliwa, ale niemożliwa w przypadku kotów czy innych makroobiektów, ingerencji ze strony otoczenia. Kiedy obiekt kwantowy przechodzi przez pole lub wchodzi w interakcję z przypadkowymi cząstkami, natychmiast przyjmuje tylko jeden stan – tak jakby został zmierzony. Jak sądzili naukowcy, właśnie w ten sposób niszczy się superpozycję.
Ale nawet gdyby w jakiś sposób udało się wyizolować makroobiekt w stanie superpozycji od interakcji z innymi cząstkami i polami, to i tak prędzej czy później przyjąłby on pojedynczy stan. Przynajmniej tak jest w przypadku procesów zachodzących na powierzchni Ziemi.
„Gdzieś w przestrzeni międzygwiazdowej być może kot miałby szansę zachować spójność kwantową, ale na Ziemi lub w pobliżu jakiejkolwiek planety jest to niezwykle mało prawdopodobne. A powodem tego jest grawitacja” – wyjaśnia główny autor nowego badania, Igor Pikovski z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Pikovsky i jego koledzy z Uniwersytetu Wiedeńskiego argumentują, że grawitacja ma destrukcyjny wpływ na kwantowe superpozycje makroobiektów, dlatego w makrokosmosie nie obserwujemy podobnych zjawisk. Nawiasem mówiąc, podstawowa koncepcja nowej hipotezy została pokrótce opisana w film fabularny"Międzygwiezdny".
Einsteina ogólna teoria teoria względności stwierdza, że niezwykle masywny obiekt zakrzywi w pobliżu czasoprzestrzeń. Rozpatrując sytuację na mniejszym poziomie, można powiedzieć, że dla cząsteczki umieszczonej blisko powierzchni Ziemi czas będzie płynął nieco wolniej niż dla cząsteczki znajdującej się na orbicie naszej planety.
Ze względu na wpływ grawitacji na czasoprzestrzeń, cząsteczka dotknięta tym wpływem odczuje odchylenie w swoim położeniu. A to z kolei powinno wpłynąć na jego energię wewnętrzną - drgania cząstek w cząsteczce, które zmieniają się w czasie. Gdyby cząsteczkę wprowadzono w stan kwantowej superpozycji dwóch lokalizacji, wówczas związek pomiędzy pozycją a energią wewnętrzną wkrótce zmusiłby cząsteczkę do „wybrania” tylko jednej z dwóch pozycji w przestrzeni.
„W większości przypadków zjawisko dekoherencji wiąże się z wpływem zewnętrznym, ale w w tym przypadku wewnętrzne wibracje cząstek oddziałują z ruchem samej cząsteczki” – wyjaśnia Pikowski.
Efektu tego nie zaobserwowano jeszcze, ponieważ inne źródła dekoherencji, takie jak pola magnetyczne, promieniowanie cieplne i wibracje, są zazwyczaj znacznie silniejsze, powodując zniszczenie układów kwantowych na długo przed zniszczeniem grawitacji. Ale eksperymentatorzy starają się przetestować hipotezę.
Podobną konfigurację można również zastosować do przetestowania zdolności grawitacji do niszczenia układów kwantowych. W tym celu konieczne będzie porównanie interferometrów pionowych i poziomych: w pierwszym superpozycja powinna wkrótce zniknąć na skutek dylatacji czasu na różnych „wysokościach” ścieżki, natomiast w drugim superpozycja kwantowa może pozostać.
Czym jest kot Schrödingera, kot Schrödingera, wszystko o kocie Schrödingera, paradoks kota Schrödingera, doświadczenie Schrödingera z kotem, kot w pudełku, ani żywy, ani martwy kot, czy kot Schrödingera żyje, eksperymentuj z kotem
To kot, który jest jednocześnie żywy i martwy. Zawdzięcza mu ten niefortunny stan Laureat Nagrody Nobla fizyki, austriacki naukowiec Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.
Sekcje:
Istota eksperymentu / paradoks
Kot znajduje się w zamkniętym pudełku z mechanizmem zawierającym radioaktywny rdzeń i pojemnik z trującym gazem. Charakterystykę doświadczenia dobiera się tak, aby prawdopodobieństwo rozpadu jądra w ciągu 1 godziny wynosiło 50%. Jeśli jądro się rozpadnie, aktywuje mechanizm, pojemnik z gazem otwiera się i kot umiera. Według mechaniki kwantowej, jeśli nie obserwuje się jądra, wówczas jego stan opisuje się superpozycją (mieszaniem) dwóch stanów - jądra rozpadającego się i jądra nierozłożonego, zatem kot siedzący w pudełku jest jednocześnie żywy i martwy od razu.
Gdy tylko otworzysz pudełko, eksperymentator powinien zobaczyć tylko jeden stan - „jądro rozpadło się, kot nie żyje” lub „jądro nie uległo rozkładowi, kot żyje”. Ale choć w tym procesie nie uczestniczy żaden obserwator, nieszczęsne zwierzę pozostaje „martwe”.
Zmarginalizowany
- Kłopoty nie przychodzą same
Wątpliwości budzi nie tylko stan zdrowia ogoniastego mieszkańca pudełka, ale także jego płeć: w pierwotnym eksperymencie kot Schrödingera nadal był kotem (die Katze). - Nie ma „martwych” kotów
Warto pamiętać, że eksperyment Schrödingera nie miał na celu udowodnienia istnienia „martwych” kotów (i wbrew stwierdzeniu zawartemu w drugiej części gry „Portal” nie został wymyślony jako pretekst do zabijania kotów). Oczywiście kot musi być żywy lub martwy, ponieważ nie ma stanu pośredniego.
Doświadczenie pokazuje, że mechanika kwantowa nie jest w stanie opisać zachowania makrosystemów (w tym kota): jest ona niepełna bez pewnych reguł, które wskazują, kiedy układ wybiera jeden konkretny stan, w jakich warunkach zapada się funkcja falowa i kot albo pozostaje przy życiu lub staje się martwy, ale przestaje być mieszaniną obu.
Kot jako kompetentny obserwator
- Nadav Katz z Uniwersytetu Kalifornijskiego i jego współpracownicy opublikowali wyniki eksperymentu laboratoryjnego, w którym udało im się „zwrócić” stan kwantowy cząstki z powrotem i po zmierzeniu tego stanu. Tym samym możliwe jest uratowanie życia kota niezależnie od warunków załamania się funkcji falowej. Nie ma znaczenia, czy żyje, czy nie: zawsze możesz go odzyskać [link] .
- 06.03.2011 RIA Novosti poinformowała, że chińscy fizycy byli w stanie stworzyć ośmiofotonowy „kot Schrodingera”[link] , co powinno ułatwić rozwój przyszłych komputerów kwantowych
Obraz w kulturze
Być może nikt nie zrobił więcej dla popularyzacji mechaniki kwantowej niż biedny kot. Nawet osoby najbardziej oddalone od tej skomplikowanej dziedziny wiedzy, zaniepokojone losem prawdopodobnie cierpiącego zwierzęcia, próbują zrozumieć zawiłości eksperymentu, mając nadzieję, że nie wszystko jest takie złe. Kot inspiruje artystów i kultura popularna.
Przypomnijmy jego główne osiągnięcia:
„Epoka Wodnika”. Kot ma nawet swoją tabliczkę charakterystyki – jest zupełnie pusta, więc jakby nie istniała.
Muzyka:
Festiwal muzyki niestandardowej „Kot Schrodingera”, odbywający się pod hasłami „ Prawdziwe życie- prawdziwa śmierć - prawdziwa muzyka! oraz „Czy kot Schrödingera żyje, czy nie żyje? A ty?" Google podaje również, że nazwa „KoT Schrödinger” to niemal muzyczny projekt bardzo małej grupy z Korolewa pod Moskwą. Album brytyjskiego zespołu Tears for Fears Saturnine Martial and Lunatic zawiera piosenkę o tym samym tytule. Na przykład Jaser Arafat był w tym stanie, gdy przed śmiercią był w śpiączce, podobnie jak Osama bin Laden. Według Absurdopedii świnia w worku to uproszczona wersja eksperymentu Schrödingera z kotem [link]. Stephen Hawking sparafrazował to, co się stało
slogan
Hans Jost „Kiedy słyszę o kulturze, sięgam po broń” w ten sposób: „Kiedy słyszę o kocie Schrödingera, moja ręka sięga po broń!” Wyjaśnia to fakt, że Hawking, podobnie jak wielu innych fizyków, jest zdania, że interpretacja mechaniki kwantowej „szkoły kopenhaskiej” bezpodstawnie podkreśla rolę obserwatora. W związku z otwarciem Wydziału Teologicznego MEPhI w Internecie pojawiło się następujące zdjęcie::
- W 1935 roku zagorzały przeciwnik nowo powstającej mechaniki kwantowej, Eric Schrödinger, opublikował artykuł, który miał ujawnić i udowodnić niespójność nowej gałęzi rozwoju fizyki.
- Istotą artykułu jest
- przeprowadzenie eksperymentu myślowego
- Żywego kota umieszcza się w całkowicie szczelnym pudełku.
- Obok kota umieszczony jest licznik Geigera zawierający jeden atom radioaktywny.
- Kolbę wypełnioną kwasem podłącza się bezpośrednio do licznika Geigera.
Ewentualny rozpad radioaktywnego atomu uruchomi licznik Geigera, który z kolei rozbije kolbę, a rozlany z niej kwas zabije kota. Czy kot przeżyje, czy umrze, jeśli pozostanie u tak niewygodnych sąsiadów? Na eksperyment przeznaczono jedną godzinę.
Odpowiedź na to pytanie:
- i został wezwany do udowodnienia niespójności teorii kwantowej, która opiera się na superpozycji: prawie paradoksu - wszystkie mikrocząstki naszego świata zawsze znajdują się jednocześnie w dwóch stanach, dopóki nie zaczną być obserwowane.
- Oznacza to, że będąc w zamkniętej przestrzeni (teoria kwantowa), nasz kot, podobnie jak jego nieprzewidywalny sąsiad - atom, są jednocześnie obecni
w dwóch stanach
Kot żywy i jednocześnie martwy.
Innymi słowy, jeśli otworzymy układ zamknięty, w którym umieszczony zostanie kot wraz z radioaktywnym atomem, zobaczymy tylko jeden z możliwych stanów podmiotu.
Udowodnił to amerykański fizyk z Uniwersytetu w Arkansas Art Hobson. Według jego teorii, jeśli połączymy mikrosystem (atom radioaktywny) z makrosystemem (licznikiem Geigera), ten ostatni z konieczności zostanie nasycony stanem splątania kwantowego tego pierwszego i przejdzie w superpozycję. A ponieważ nie możemy bezpośrednio obserwować tego zjawiska, stanie się ono dla nas nie do przyjęcia (jak udowodnił Schrödinger).
Odkryliśmy więc, że atom i licznik promieniowania znajdują się w tej samej superpozycji. Zatem kogo lub co w tym systemie możemy nazwać kotem? Jeśli pomyślimy logicznie, kot w tym przypadku staje się wskaźnikiem stanu jądra radioaktywnego (po prostu wskaźnikiem):
- Kot żyje, rdzeń nie uległ rozkładowi.
- Kot nie żyje, rdzeń się rozpadł.
Musimy jednak wziąć pod uwagę fakt, że kot również jest częścią jednego systemu, ponieważ również znajduje się w pudełku. Zatem zgodnie z teorią kwantową kot znajduje się w tzw. nielokalnym połączeniu z atomem, tj. w stanie zdezorientowanym, czyli w superpozycji mikroświata.
Wynika z tego, że jeśli nastąpi nagła zmiana w jednym z obiektów systemu, to samo stanie się z innym obiektem, niezależnie od tego, jak daleko od siebie są. Chwilowa zmiana stanu obu obiektów dowodzi, że mamy do czynienia z jednym systemem, po prostu podzielonym przestrzenią na dwie części.
Oznacza to, że możemy śmiało powiedzieć, że kot Schrödingera od razu albo żyje, jeśli atom nie uległ rozkładowi, albo jest martwy, jeśli atom uległ rozkładowi.
A jednak to dzięki eksperymentowi myślowemu Schrödingera skonstruowano urządzenie matematyczne opisujące superpozycje mikroświata. Wiedza ta znalazła szerokie zastosowanie w kryptografii i technologii komputerowej.
Na koniec chciałbym zwrócić uwagę na niewyczerpaną miłość do tajemniczego paradoksu „kota Schrodingera” ze strony wszelkiego rodzaju pisarzy i kina. To po prostu kilka przykładów:
- Magiczne urządzenie zwane „Kotem Schrodingera” w powieści Łukjanienki „Ostatnia straż”.
- W powieści detektywistycznej Douglasa Adamsa „Agencja detektywistyczna Dirka Gently’ego” toczy się ożywiona dyskusja na temat problemu kota Schrödingera.
- W powieści R. E. Heinleina Kot przechodzi przez ściany główny bohater, kot, niemal nieustannie znajduje się w dwóch stanach jednocześnie.
- Słynny Kot z Cheshire Lewis Carroll w powieści „Alicja w krainie czarów” uwielbia pojawiać się w kilku miejscach jednocześnie.
- W powieści 451 stopni Fahrenheita Ray Bradbury porusza kwestię kota Schrödingera w postaci żywego, martwego mechanicznego psa.
- W powieści „Mag uzdrawiający” Christopher Stasheff w bardzo oryginalny sposób opisuje swoją wizję kota Schrödingera.
I wiele innych czarujących, całkowicie niemożliwych pomysłów na temat tak tajemniczego eksperymentu myślowego.
to eksperyment myślowy fizyka Erwina Schrödingera, którego istota polega na tym, że kot w pudełku jest jednocześnie żywy i martwy. W ten sposób naukowiec udowodnił niekompletność mechaniki kwantowej podczas przejścia z układów subatomowych do makroskopowych.
Pochodzenie
Austriacki fizyk teoretyczny Erwin Schrödinger zaproponował eksperyment z kotem w pudełku w swoim artykule „The Current Situation in Quantum Mechanics” (Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik) w publikacji Naturwissenschaften w 1935 roku.
Bierzemy kota i wkładamy go do pudełka. Pudełko zawiera jądro atomowe i pojemnik z trującym gazem. Prawdopodobieństwo rozpadu jądrowego wynosi 50%; jeśli to nastąpi, pojemnik z gazem otworzy się i kot umrze. Jeśli rozkład nie nastąpi, kot żyje. Zgodnie z podstawami mechaniki kwantowej, zanim otworzymy pudełko, kot znajduje się w stanie superpozycji kwantowej, czyli we wszystkich stanach jednocześnie.
Okazuje się, że w systemie „cat-core” kot może być żywy lub martwy z takim samym prawdopodobieństwem 50%. Albo jest jednocześnie żywy i martwy.
Popularność w Internecie
Temat kota Schrödingera po raz pierwszy pojawił się w Internecie w maju 1990 roku na forum sci.physics w Usenecie. 9 sierpnia 2000 roku na forum pytań i odpowiedzi Straight Dope ukazał się wiersz poświęcony kotu Schrödingera.
W sierpniu 2004 r. sklep internetowy ThinkGeek rozpoczął sprzedaż T-shirtów z hasłem „Zmarł kot Schrodingera”.
4 stycznia 2006 roku w serii komiksów Xkcd ukazał się komiks Schrödingera.
„Ostatni panel tego komiksu jest jednocześnie zabawny i nieśmieszny. Dopóki jej nie przeczytasz, nie możesz powiedzieć, jak to się ostatecznie skończy.
- Gówno"
2 czerwca 2007 r. strona internetowa I Can Has Cheezburger opublikowała zdjęcie kota w pudełku z podpisem: „W twoim pudełku kwantowym… jeden kot… może”.
Zwieńczeniem chwały kota Schrödingera był poświęcony mu Google Doodle, który pojawił się 12 sierpnia 2013 roku, w dniu 126. urodzin Erwina Schrödingera.
Odniesienia do kultury popularnej
Filmy, seriale, książki i gry komputerowe, gdzie wspomniano o tym eksperymencie. Podajmy tylko kilka przykładów.
W 16. odcinku szóstego sezonu Futuramy policja zatrzymuje Schrödingera i jego kota.
W drugim odcinku pierwszego sezonu Ricka i Morty'ego główni bohaterowie spotykają koty Schrödingera w równoległej rzeczywistości.
Sheldon Cooper w Teorii wielkiego podrywu wykorzystał teorię kota Schrödingera, aby wyjaśnić Penny, jak działają relacje między mężczyznami i kobietami.
Oznaczający
Kot Schrödingera to nie tylko internetowy mem, ale także bohater kultury popularnej. Kot, który jest jednocześnie żywy i martwy, symbolizuje pewną dwuznaczność. Schrödingera zapamiętuje się, gdy coś jest jednocześnie śmieszne i nie, lub gdy coś jest jednocześnie zabronione i dozwolone. Na przykład sygnalizacja świetlna z włączonym jednocześnie czerwonym i zielonym światłem jest sygnalizacją świetlną Schrödingera.
Galeria
