Kaj pomeni Schrödingerjeva mačka? Schrödingerjeva mačka in njegova težka usoda

Ali je lahko mačka hkrati živa in mrtva? Koliko jih obstaja vzporedna vesolja? In ali sploh obstajajo? To sploh niso znanstvenofantastična vprašanja, ampak zelo resnični znanstveni problemi, ki jih rešuje kvantna fizika.

Pa začnimo z Schrödingerjeva mačka. To je miselni eksperiment, ki ga je predlagal Erwin Schrödinger, da bi opozoril na paradoks, ki obstaja v kvantni fiziki. Bistvo eksperimenta je naslednje.

V zaprti škatli je hkrati postavljena namišljena mačka, enak namišljeni mehanizem z radioaktivnim jedrom in posodo s strupenim plinom. Glede na poskus, če jedro razpade, bo aktiviralo mehanizem: plinska posoda se bo odprla in mačka bo umrla. Verjetnost jedrskega razpada je 1 proti 2.

Paradoks je v tem, da po kvantni mehaniki, če jedra ne opazimo, je mačka v tako imenovani superpoziciji, z drugimi besedami, mačka je hkrati v medsebojno izključujočih se stanjih (je živa in mrtva). Če pa opazovalec odpre škatlo, lahko preveri, ali je mačka v določenem stanju: ali je živa ali mrtva. Po Schrödingerju je nepopolnost kvantne teorije v tem, da ne določa, pod kakšnimi pogoji mačka preneha biti v superpoziciji in se izkaže, da je živa ali mrtva.

Ta paradoks je zapleten z Wignerjevim eksperimentom, ki že obstoječemu miselnemu eksperimentu doda kategorijo prijateljev. Po Wignerjevih besedah ​​bo eksperimentator, ko odpre škatlo, vedel, ali je mačka živa ali mrtva. Za eksperimentatorja mačka preneha biti v superpoziciji, za prijatelja, ki je za vrati in še ne ve za rezultate poskusa, pa je mačka še vedno nekje »med življenjem in smrtjo«. To se lahko nadaljuje z neskončnim številom vrat in prijateljev in po podobni logiki bo mačka v superpoziciji, dokler vsi ljudje v vesolju ne bodo vedeli, kaj je eksperimentator videl, ko je odprl škatlo.

Kako kvantna fizika pojasnjuje tak paradoks? Kvantna fizika ponuja miselni eksperiment kvantni samomor in dva možne možnosti razvoj dogodkov na podlagi različnih interpretacij kvantne mehanike.

V miselnem eksperimentu je v udeleženca uperjena pištola, ki bo sprožila zaradi razpada radioaktivnega atoma ali pa ne bo. Spet 50 proti 50. Udeleženec eksperimenta bo torej bodisi umrl ali ne, a zaenkrat je kot Schrödingerjeva mačka v superpoziciji.

To situacijo je mogoče razlagati na različne načine z vidika kvantne mehanike. Po københavnski interpretaciji bo pištola na koncu sprožila in udeleženec bo umrl. V skladu z Everettovo interpretacijo superpozicija zagotavlja prisotnost dveh vzporednih vesolj, v katerih udeleženec hkrati obstaja: v enem od njih je živ (puška ni streljala), v drugem je mrtev (puška je streljala). Če pa je interpretacija več svetov pravilna, potem v enem od vesolj udeleženec vedno ostane živ, kar vodi do ideje o obstoju »kvantne nesmrtnosti«.

Kar zadeva Schrödingerjevo mačko in opazovalca eksperimenta, potem se po Everettovem razlaganju tudi on in mačka znajdeta v dveh vesoljih hkrati, torej v »kvantnem jeziku« »zapletena« z njim.

To zveni kot zgodba iz znanstvenofantastičnega romana, vendar je ena od mnogih ... znanstvene teorije, ki poteka v sodobni fiziki.

Na mojo sramoto želim priznati, da sem slišal ta izraz, vendar nisem vedel, kaj pomeni ali celo o kateri temi je bil uporabljen. Naj vam povem, kaj sem prebral na internetu o tej mački...

« Schrödingerjeva mačka» - tako se imenuje znameniti miselni eksperiment slavnega avstrijskega teoretičnega fizika Erwina Schrödingerja, ki je tudi Nobelov nagrajenec. S pomočjo tega fiktivnega eksperimenta je znanstvenik želel pokazati nepopolnost kvantne mehanike pri prehodu iz subatomskih sistemov v makroskopske sisteme.

Izvirni članek Erwina Schrödingerja je bil objavljen leta 1935. Tukaj je citat:

Konstruirate lahko tudi primere, v katerih je precej burleske. Naj kakšno mačko zaprejo v jekleno komoro z naslednjim diaboličnim strojem (ki bi moral biti ne glede na mačji poseg): znotraj Geigerjevega števca je majhna količina radioaktivne snovi, tako majhna, da lahko v eni uri razpade le en atom, vendar z enako verjetnostjo morda ne razpade; če se to zgodi, se čitalna cevka izprazni in aktivira se rele, ki sprosti kladivo, ki razbije bučko s cianovodikovo kislino.

Če celoten sistem pustimo eno uro samega sebe, potem lahko rečemo, da bo mačka po tem času živa, dokler atom ne razpade. Že prvi razpad atoma bi zastrupil mačko. Psi-funkcija sistema kot celote bo to izrazila z mešanjem ali namazanjem žive in mrtve mačke (oprostite izrazu) v enakih delih. Tipično v podobnih primerih je, da je negotovost, sprva omejena atomski svet, se pretvori v makroskopsko negotovost, ki jo je mogoče odpraviti z neposrednim opazovanjem. To nam preprečuje, da bi naivno sprejeli »model zamegljenosti« kot odraz realnosti. To samo po sebi ne pomeni nič nejasnega ali protislovnega. Obstaja razlika med zamegljeno ali neizostreno fotografijo in fotografijo oblakov ali megle.

Z drugimi besedami:

  1. Obstaja škatla in mačka. Škatla vsebuje mehanizem, ki vsebuje radioaktivno atomsko jedro in posodo s strupenim plinom. Eksperimentalni parametri so bili izbrani tako, da je verjetnost jedrskega razpada v 1 uri 50 %. Če jedro razpade, se odpre posoda s plinom in mačka umre. Če jedro ne razpade, mačka ostane živa in zdrava.
  2. Mačko zapremo v škatlo, počakamo eno uro in vprašamo: ali je mačka živa ali mrtva?
  3. Zdi se, da nam kvantna mehanika pove, da je atomsko jedro (in torej mačka) v vseh možnih stanjih hkrati (glej kvantno superpozicijo). Preden odpremo škatlo, je sistem mačje jedro v stanju "jedro je razpadlo, mačka je mrtva" z verjetnostjo 50% in v stanju "jedro ni razpadlo, mačka je živa" z verjetnost 50%. Izkazalo se je, da je mačka, ki sedi v škatli, živa in mrtva hkrati.
  4. Po sodobni köbenhavnski interpretaciji je mačka živa/mrtva brez vmesnih stanj. In izbira stanja razpada jedra se ne zgodi v trenutku odpiranja škatle, ampak tudi, ko jedro vstopi v detektor. Ker redukcija valovne funkcije sistema “mačka-detektor-jedro” ni povezana s človeškim opazovalcem škatle, ampak je povezana z detektorjem-opazovalcem jedra.

V skladu s kvantno mehaniko, če jedra atoma ne opazimo, potem je njegovo stanje opisano z mešanico dveh stanj - razpadlega jedra in nerazpadlega jedra, torej mačka, ki sedi v škatli in pooseblja jedro atoma. je živ in mrtev hkrati. Če se škatla odpre, lahko eksperimentator vidi samo eno specifično stanje - "jedro je razpadlo, mačka je mrtva" ali "jedro ni razpadlo, mačka je živa."

Bistvo v človeški govorici

Schrödingerjev poskus je pokazal, da je mačka z vidika kvantne mehanike hkrati živa in mrtva, kar pa ne more biti. Zato ima kvantna mehanika pomembne pomanjkljivosti.

Vprašanje je: kdaj sistem preneha obstajati kot mešanica dveh stanj in izbere eno specifično? Namen eksperimenta je pokazati, da je kvantna mehanika nepopolna brez nekaterih pravil, ki kažejo, pod kakšnimi pogoji se valovna funkcija sesuje in mačka bodisi postane mrtva ali ostane živa, vendar ni več mešanica obojega. Ker je jasno, da mora biti mačka ali živa ali mrtva (med življenjem in smrtjo ni vmesnega stanja), bo to podobno za atomsko jedro. Biti mora razpadlo ali nerazpadlo (Wikipedia).

Druga najnovejša interpretacija Schrödingerjevega miselnega eksperimenta je zgodba Sheldona Cooperja, junaka serije "Teorija". veliki pok« (»Teorija velikega poka«), ki jo je prinesel za svojo manj izobraženo sosedo Penny. Bistvo Sheldonove zgodbe je, da se koncept Schrödingerjeve mačke lahko uporabi za medčloveške odnose. Da bi razumeli, kaj se dogaja med moškim in žensko, kakšen odnos je med njima: dober ali slab, morate samo odpreti škatlo. Do takrat je odnos tako dober kot slab.

Spodaj je video posnetek te izmenjave Teorije velikega poka med Sheldonom in Penio.


Schrödingerjeva ilustracija je najboljši primer da opišem glavni paradoks kvantne fizike: po njenih zakonih delci, kot so elektroni, fotoni in celo atomi, obstajajo v dveh stanjih hkrati ("živi" in "mrtvi", če se spomnite dolgotrpeče mačke). Ta stanja se imenujejo superpozicije.

Ameriški fizik Art Hobson z Univerze v Arkansasu (Arkansas State University) je predlagal svojo rešitev tega paradoksa.

»Meritve v kvantni fiziki temeljijo na delovanju nekaterih makroskopskih naprav, kot je Geigerjev števec, s pomočjo katerega se določa kvantno stanje mikroskopskih sistemov – atomov, fotonov in elektronov. Kvantna teorija implicira, da če povežete mikroskopski sistem (delec) z neko makroskopsko napravo, ki razlikuje dve različni stanji sistema, bo naprava (na primer Geigerjev števec) prešla v stanje kvantne prepletenosti in se tudi znašla v dveh superpozicije hkrati. Nemogoče pa je neposredno opazovati ta pojav, zaradi česar je nesprejemljiv,« pravi fizik.

Hobson pravi, da v Schrödingerjevem paradoksu mačka igra vlogo makroskopske naprave, Geigerjevega števca, povezanega z radioaktivnim jedrom, da se določi stanje razpada ali "nerazpada" tega jedra. V tem primeru bo živa mačka pokazatelj "ne-razpada", mrtva mačka pa indikator razpada. Toda po kvantni teoriji mora mačka, tako kot jedro, obstajati v dveh superpozicijah življenja in smrti.

Namesto tega bi moralo biti po mnenju fizika mačje kvantno stanje prepleteno s stanjem atoma, kar pomeni, da sta med seboj v "nelokalni povezavi". To pomeni, da če se stanje enega od zapletenih predmetov nenadoma spremeni v nasprotno, se bo spremenilo tudi stanje njegovega para, ne glede na to, kako daleč sta drug od drugega. Hkrati se Hobson sklicuje na eksperimentalno potrditev te kvantne teorije.

»Najbolj zanimiva stvar pri teoriji kvantne prepletenosti je, da se stanje obeh delcev spremeni takoj: nobena svetloba ali elektromagnetni signal ne bi imel časa za prenos informacij iz enega sistema v drugega. Torej lahko rečete, da gre za en predmet, razdeljen na dva dela s prostorom, ne glede na to, kako velika je razdalja med njima,« pojasnjuje Hobson.

Schrödingerjeva mačka ni več živa in mrtva hkrati. Mrtev je, če pride do razpada, in živ, če do razpada nikoli ne pride.

Dodajmo, da so podobne rešitve tega paradoksa v zadnjih tridesetih letih predlagale še tri skupine znanstvenikov, ki pa niso bile vzete resno in so ostale neopažene v širši skupnosti. znanstvenih krogih. Hobson ugotavlja, da je reševanje paradoksov kvantne mehanike, vsaj teoretično, nujno potrebno za njeno globoko razumevanje.

Schrödinger

Ampak šele pred kratkim TEORETIKI RAZLAGAJO, KAKO GRAVITACIJA UBIJE SCHRODINGERJEVO MAČKO, ampak to je bolj zapleteno...

Fiziki pojav praviloma pojasnjujejo s tem, da je superpozicija možna v svetu delcev, nemogoča pa z mačkami ali drugimi makro-objekti, motnjami iz okolja. Ko gre kvantni objekt skozi polje ali v interakcijo z naključnimi delci, takoj prevzame samo eno stanje - kot da bi bil izmerjen. Natanko tako se uniči superpozicija, kot so verjeli znanstveniki.

Toda tudi če bi bilo nekako mogoče izolirati makroobjekt v stanju superpozicije od interakcij z drugimi delci in polji, bi še vedno prej ali slej prevzel eno samo stanje. Vsaj to velja za procese, ki se dogajajo na površju Zemlje.

»Nekje v medzvezdnem prostoru bi mačka morda imela možnost ohraniti kvantno koherenco, toda na Zemlji ali blizu katerega koli planeta je to zelo malo verjetno. In razlog za to je gravitacija,« pojasnjuje glavni avtor nove študije Igor Pikovski iz Centra za astrofiziko Harvard-Smithsonian.

Pikovsky in njegovi kolegi z dunajske univerze trdijo, da ima gravitacija uničujoč učinek na kvantne superpozicije makroobjektov, zato podobnih pojavov v makrokozmosu ne opazimo. Mimogrede, osnovni koncept nove hipoteze je na kratko opisan v igrani film"Medzvezdje".

Einsteinova splošna teorija relativnost navaja, da bo izjemno masiven objekt ukrivil prostor-čas v svoji bližini. Če pogledamo situacijo na nižji ravni, lahko rečemo, da bo za molekulo, ki se nahaja blizu površja Zemlje, čas tekel nekoliko počasneje kot za tisto, ki se nahaja v orbiti našega planeta.

Zaradi vpliva gravitacije na prostor-čas bo molekula, na katero vpliva ta vpliv, doživela odstopanje v svojem položaju. In to naj bi posledično vplivalo na njegovo notranjo energijo – nihanje delcev v molekuli, ki se skozi čas spreminja. Če bi molekulo uvedli v stanje kvantne superpozicije dveh lokacij, bi razmerje med položajem in notranjo energijo kmalu prisililo molekulo, da »izbere« le enega od dveh položajev v prostoru.

»V večini primerov je pojav dekoherence povezan z zunanjim vplivom, vendar v v tem primeru notranja vibracija delcev je v interakciji z gibanjem same molekule,« pojasnjuje Pikovsky.

Ta učinek še ni bil opažen, ker so drugi viri dekoherence, kot so magnetna polja, toplotno sevanje in vibracije, običajno veliko močnejši in povzročijo uničenje kvantnih sistemov veliko pred gravitacijo. Toda eksperimentatorji si prizadevajo preveriti hipotezo.

Podobno postavitev bi lahko uporabili tudi za testiranje sposobnosti gravitacije, da uniči kvantne sisteme. Za to bo treba primerjati vertikalne in horizontalne interferometre: v prvem naj bi superpozicija kmalu izginila zaradi dilatacije časa na različnih "višinah" poti, v drugem pa lahko kvantna superpozicija ostane.

Kaj je Schrödingerjeva mačka, Schrödingerjeva mačka, vse o Schrödingerjevi mački, paradoks Schrödingerjeve mačke, Schrödingerjeva izkušnja z mačko, mačka v škatli, ni živa niti mrtva mačka, ali je Schrödingerjeva mačka živa, poskus z mačko

To je mačka, ki je hkrati živa in mrtva. Za to nesrečno stanje je dolžan Nobelov nagrajenec fizika, avstrijski znanstvenik Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

Oddelki:

Bistvo eksperimenta / paradoks

Mačka je v zaprti škatli z mehanizmom, ki vsebuje radioaktivno jedro in posodo s strupenim plinom. Značilnosti poskusa so izbrane tako, da je verjetnost, da bo jedro razpadlo v 1 uri, 50 %. Če jedro razpade, aktivira mehanizem, plinska posoda se odpre in mačka pogine. Po kvantni mehaniki je, če jedra ne opazujemo, potem njegovo stanje opisano s superpozicijo (mešanjem) dveh stanj - razpadlega jedra in nerazpadlega jedra, zato je mačka, ki sedi v škatli, hkrati živa in mrtva. naenkrat.

Takoj, ko odprete škatlo, mora eksperimentator videti samo eno stanje - "jedro je razpadlo, mačka je mrtva" ali "jedro ni razpadlo, mačka je živa." Toda medtem ko v procesu ni opazovalca, nesrečna žival ostane »mrtva«.

Marginalizirani

  • Težave ne pridejo same
    Vprašljivo je ne samo zdravje repatega prebivalca škatle, temveč tudi njegov spol: v prvotnem poskusu je bila Schrödingerjeva mačka pravzaprav mačka (die Katze).
  • "Mrtvih" mačk ni
    Pomembno si je zapomniti, da Schrödingerjev eksperiment ni bil namenjen dokazovanju obstoja "mrtvih" mačk (in v nasprotju z izjavo v drugem delu igre "Portal" ni bil izumljen kot izgovor za ubijanje mačk). Očitno mora biti mačka živa ali mrtva, saj vmesnega stanja ni.
    Izkušnje kažejo, da kvantna mehanika ne more opisati vedenja makrosistemov (vključno z mačko): nepopolna je brez nekaterih pravil, ki kažejo, kdaj sistem izbere določeno stanje, pod kakšnimi pogoji se valovna funkcija zruši in mačka bodisi ostane živa. ali postane mrtev, vendar preneha biti mešanica obojega.
Interpretacije Kopenhagenska interpretacija zanika, da je mačka pred odpiranjem škatle v stanju zmede med živim in mrtvim. Nekateri menijo, da dokler je škatla zaprta, je sistem v superpoziciji stanj "razpadlo jedro, mrtva mačka" in "nerazpadlo jedro, živa mačka", in ko je škatla odprta, se valovna funkcija sesede šele takrat. na eno od možnosti. Drugi pravijo, da do "opazovanja" pride, ko delec iz jedra zadene detektor; žal pa v köbenhavnski razlagi ni jasnega pravila, ki bi povedalo, kdaj se to zgodi, zato je ta razlaga nepopolna, dokler se vanjo ne vnese takšno pravilo oziroma ni navedeno, kako se načeloma lahko uvede. Everettova interpretacija mnogih svetov , za razliko od köbenhavnskega, opazovanja ne smatra za nekaj posebnega. Tukaj obstajata obe stanji mačke, vendar sta dekoherirani - to je, kot razume avtor, je enotnost teh stanj motena zaradi interakcije z okolju . Ko opazovalec odpre škatlo, se zaplete (pomeša) z mačko, kar ustvari dve stanji opazovalca, eno ustreza živi mački in drugo mrtvi. Ta stanja med seboj ne vplivajo.
Mačka kot kompetenten opazovalec
  • Nadav Katz z Univerze v Kaliforniji in njegovi sodelavci so objavili rezultate laboratorijskega poskusa, v katerem jim je uspelo "vrniti" kvantno stanje delca nazaj in po merjenju tega stanja. Tako je mogoče mački rešiti življenje ne glede na pogoje za kolaps valovne funkcije. Ni važno, ali je živ ali mrtev: vedno ga lahko osvojiš nazaj [link] .
  • 06/03/2011 RIA Novosti je poročala, da so kitajski fiziki uspeli ustvariti osemfotonska "Schrodingerjeva mačka"[link] , ki naj bi olajšal razvoj bodočih kvantnih računalnikov

Slika v kulturi

Morda nihče ni naredil več za popularizacijo kvantne mehanike kot uboga mačka. Tudi ljudje, ki so najbolj oddaljeni od tega zapletenega področja znanja, v skrbeh za usodo verjetno trpeče živali, poskušajo razumeti zapletenost poskusa v upanju, da ni vse tako slabo. Mačka navdihuje umetnike in popularna kultura.
Omenimo njegove glavne dosežke:

Literatura: O situaciji s Schrödingerjevo mačko razpravljajo glavni junaki knjige Douglasa Adamsa "Detektivska agencija Dirka Gentlyja". V knjigi Dana Simmonsa "Endymion" glavni lik Raoul Endymion piše svojo pripoved v orbiti okoli Armagasta v Schrödingerjevem "mačjem boksu"., izdatno začinjeno s podrobnostmi z različnih področij fizike. Zaplet znanstvenofantastičnega romana Frederika Pohla "Prihod kvantnih mačk" (1986) temelji na ideji interakcije med "sosednjimi" vesolji. V filmu bratov Coen A Serious Man študent profesorju izjavi: »Razumem poskus mrtve mačke,« kar seveda kaže na nasprotno. V filmu "Repo Man" ("Zbiratelji", v ruski izdaji "Razparači") glavni junak na začetku filma govori o neznanem znanstveniku, ki ima mačko. In ta mačka je v stanju "...živa in mrtva hkrati...". V eni izmed epizod znanstvenofantastične serije Stargate SG-1 se pojavi mačka po imenu Schrödinger. Glavni lik znanstvenofantastične serije "Slithers" ima tudi mačko z istim imenom. V televizijski seriji Stargate SG-1 je bil oranžni maček po imenu Schrödinger dan vesoljcu. Mrtev maček Schrödinger se pojavi v televizijski seriji CSI: Las Vegas (sezona 8, epizoda 15: The Theory of Everything). Obstaja iskalna igra "Vrnitev kvantne mačke". V igri "Nethack" je pošast "Quantum Mechanic", ki ima včasih s seboj škatlo z mačko. Stanje mačke ni ugotovljeno, dokler škatla ni odprta. V igri "Half-Life 2" je bila mačka v laboratoriju s teleporterji, o kateri ima Barney "še vedno" nočne more. Portret Schrödingerjevega mačka najdemo tudi v rimejku iz leta 1998, ki temelji na Half-Life. - "Black Mesa" (prej znan kot "Black Mesa: Source"). Povezava do notarsko overjenega posnetka zaslona. V vsaki stopnji Bioshocka je v osamljenem kotu mrtva mačka, identificirana kot Shrodinger. V drugem delu ga lahko tudi najdete - mačka počiva na eni od ledenih plošč v zamrznjenem prostoru s štirimi nadzornimi kamerami v vogalih. NPC mačka z istim imenom se pojavi v japonski RPG Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Glavni slogan igre Portal, »Torta je laž«, je pomota enega od izidov Schrödingerjevega eksperimenta, namreč »Mačka je živa«. V drugem delu igre tudi mačka ni pozabljena. Omembo poskusa najdete v ruskem pravilniku družabna igra
"Vodnarjeva doba". Mačka ima celo svoj krožnik - je popolnoma prazen, tako da kot da ne obstaja.
Glasba:
Tako imenovani festival nestandardne glasbe "Schrodingerjeva mačka", ki poteka pod geslom " Resnično življenje- prava smrt - prava glasba! in »Ali je Schrödingerjeva mačka živa ali mrtva? In ti?" Google tudi poroča, da je ime "KoT Schrödinger" skorajda glasbeni projekt zelo majhne skupine iz Korolev blizu Moskve. Album Saturnine Martial and Lunatic britanske skupine Tears for Fears vsebuje istoimensko pesem. V tem stanju je bil na primer Jaser Arafat, ko je bil pred smrtjo v komi, pa tudi Osama bin Laden. Po Absurdopediji je prašič v žapu poenostavljena različica Schrödingerjevega mačjega poskusa [povezava]. Stephen Hawking je parafraziral, kaj je postalo

zlajnana fraza

Hans Jost »Ko slišim za kulturo, posežem po puški« takole: »Ko slišim za Schrödingerjevo mačko, moja roka seže po puški!« To je razloženo z dejstvom, da Hawking, tako kot mnogi drugi fiziki, meni, da interpretacija kvantne mehanike »koebenhavnske šole« neutemeljeno poudarja vlogo opazovalca. V zvezi z odprtjem Oddelka za teologijo MEPhI se je po spletu razširila naslednja slika::

  1. Leta 1935 je goreč nasprotnik novo nastajajoče kvantne mehanike Eric Schrödinger objavil članek, ki naj bi razkril in dokazal nedoslednost nove veje razvoja fizike.
  2. Bistvo članka je
  3. izvajanje miselnega eksperimenta
  4. Živo mačko damo v popolnoma zaprto škatlo.
  5. Poleg mačke je postavljen Geigerjev števec z enim radioaktivnim atomom.
  6. Bučko, napolnjeno s kislino, priključimo neposredno na Geigerjev števec.

Morebiten razpad radioaktivnega atoma bo aktiviral Geigerjev števec, ta pa bo razbil bučko in iz nje razlita kislina bo ubila mačko. Bo mačka ostala živa ali umrla, če bo ostala s tako neprijetnimi sosedi? Za poskus je namenjena ena ura.

Odgovor na to vprašanje:

  1. in je bil pozvan, da dokaže nedoslednost kvantne teorije, ki temelji na superpoziciji: zakon paradoksa - vsi mikrodelci našega sveta so vedno hkrati v dveh stanjih, dokler jih ne začnemo opazovati.
  2. To pomeni, da je v zaprtem prostoru (kvantna teorija) naša mačka, tako kot njegov nepredvidljivi sosed - atom, hkrati prisotna

v dveh državah

Živa in hkrati mrtva mačka.

Z drugimi besedami, če odpremo zaprt sistem, v katerem je mačka skupaj z radioaktivnim atomom, bomo videli samo eno od možnih stanj subjekta.

To je dokazal ameriški fizik z univerze v Arkansasu Art Hobson. Po njegovi teoriji, če povežete mikrosistem (radioaktivni atom) z makrosistemom (Geigerjev števec), bo slednji nujno postal prežet s stanjem kvantne prepletenosti prvega in šel v superpozicijo. In ker tega pojava ne moremo neposredno opazovati, bo za nas postal nesprejemljiv (kot je dokazal Schrödinger).

Tako smo ugotovili, da sta atom in števec sevanja v isti superpoziciji. Koga ali kaj potem za ta sistem lahko imenujemo mačka? Če razmišljamo logično, mačka v tem primeru postane indikator stanja radioaktivnega jedra (preprosto indikator):

  1. Maček je živ, jedro ni razpadlo.
  2. Maček je mrtev, jedro je razpadlo.

Upoštevati pa moramo dejstvo, da je tudi mačka del enotnega sistema, saj je tudi v boksu. Zato je mačka po kvantni teoriji v tako imenovani nelokalni povezavi z atomom, tj. v zmedenem stanju, kar pomeni v superpoziciji mikrosveta.

Iz tega sledi, da če pride do nenadne spremembe v enem od objektov sistema, se bo enako zgodilo z drugim objektom, ne glede na to, kako daleč sta drug od drugega. Trenutna sprememba stanja obeh objektov dokazuje, da imamo opravka z enim samim sistemom, ki ga prostor preprosto razdeli na dva dela.

To pomeni, da lahko z gotovostjo trdimo, da je Schrödingerjeva mačka takoj ali živa, če atom ni razpadel, ali mrtva, če je atom razpadel.

In vendar je bila prav po zaslugi Schrödingerjevega miselnega eksperimenta skonstruirana matematična naprava, ki opisuje superpozicije mikrosveta. To znanje je našlo široko uporabo v kriptografiji in računalniški tehnologiji.

Nazadnje bi rad opozoril na neizčrpno ljubezen do skrivnostnega paradoksa "Schrodingerjeve mačke" s strani vseh vrst pisateljev in kinematografije. To je samo nekaj primerov:

  1. Čarobna naprava, imenovana "Schrodingerjeva mačka" v Lukjanenovem romanu "Zadnja straža".
  2. V detektivskem romanu Douglasa Adamsa Detektivska agencija Dirka Gentlyja poteka živahna razprava o problemu Schrödingerjevega mačka.
  3. V romanu R. E. Heinleina Mačka hodi skozi zidove je glavni lik, mačka, skoraj ves čas v dveh stanjih hkrati.
  4. slavni Češirska mačka Lewis Carroll v romanu "Alica v čudežni deželi" se rad pojavlja na več mestih hkrati.
  5. V romanu Fahrenheit 451 Ray Bradbury načenja vprašanje Schrödingerjeve mačke v obliki živega mrtvega mehaničnega psa.
  6. V romanu Zdravilni čarovnik Christopher Stasheff na zelo izviren način opisuje svoje videnje Schrödingerjeve mačke.

In še veliko drugih očarljivih, popolnoma nemogočih idej o tako skrivnostnem miselnem eksperimentu.

je miselni eksperiment fizika Erwina Schrödingerja, katerega bistvo je, da je mačka v škatli hkrati živa in mrtva. Tako je znanstvenik dokazal nepopolnost kvantne mehanike med prehodom iz subatomskih sistemov v makroskopske.

Izvor

Avstrijski teoretični fizik Erwin Schrödinger je leta 1935 v svojem članku »Trenutno stanje v kvantni mehaniki« (Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik) v publikaciji Naturwissenschaften predlagal poskus z mačko v škatli.

Vzamemo mačko in jo damo v boks. Škatla vsebuje atomsko jedro in posodo s strupenim plinom. Verjetnost jedrskega razpada je 50 %; če do njega pride, se bo plinska posoda odprla in mačka bo umrla. Če do gnitja ne pride, je mačka živa. Po osnovah kvantne mehanike je mačka, preden odpremo škatlo, v stanju kvantne superpozicije – torej v vseh stanjih hkrati.

Izkazalo se je, da je lahko mačka v sistemu »cat-core« živa ali mrtva z enako verjetnostjo 50%. Ali pa je hkrati živ in mrtev.

Priljubljenost na internetu

Vprašanje Schrödingerjeve mačke je bilo na internetu prvič obravnavano maja 1990 na forumu Usenet sci.physics. 9. avgusta 2000 je bila na forumu Straight Dope Q&A objavljena pesem, posvečena Schrödingerjevi mački.

Avgusta 2004 je spletni trgovec ThinkGeek začel prodajati majice s sloganom "Schrodinger's Cat Died".

4. januarja 2006 je v seriji stripov Xkcd izšel strip o Schrödingerju.

»Zadnja plošča tega stripa je smešna in nesmešna hkrati. Dokler je ne prebereš, ne veš, kako bo na koncu izpadlo.

- Sranje"

2. junija 2007 je spletna stran I Can Has Cheezburger objavila sliko mačke v škatli z napisom: "V vaši kvantni škatli ... ena mačka ... morda."

Krona Schrödingerjevega mačka je bil Google Doodle, posvečen njemu, ki se je pojavil 12. avgusta 2013, na dan 126. rojstnega dne Erwina Schrödingerja.

Reference popularne kulture

Filmi, TV serije, knjige in računalniške igre, kjer je bil ta poskus omenjen. Naj navedemo le nekaj primerov.

V 16. epizodi šeste sezone Futurame policija pridrži Schrödingerja in njegovo mačko.

V drugi epizodi prve sezone Ricka in Mortyja glavna junaka srečata Schrödingerjeve mačke v vzporedni resničnosti.

Sheldon Cooper je v Teoriji velikega poka uporabil Schrödingerjevo mačjo teorijo, da je Penny razložil, kako delujejo odnosi med moškimi in ženskami.

Pomen

Schrödingerjeva mačka ni le internetni meme, ampak tudi junak popularne kulture. Mačka, ki je hkrati živa in mrtva, simbolizira določeno dvoumnost. Na Schrödingerja se spomnimo, ko je nekaj hkrati smešno in ne, ali ko je nekaj hkrati prepovedano in dovoljeno. Na primer, semafor s sočasno prižganimi rdečo in zeleno lučjo je Schrödingerjev semafor.

Galerija