Co je Schrödingerova kočka?

Je důležité si uvědomit, že během vytváření tohoto článku wiseGEEK nebyly poškozeny žádné skutečné kočky, skutečné ani superponované . (Vtip pro vtip fyziky).

Erwin Schrödinger byl současník jiných významných fyziků, jako je Albert Einstein a Neils Bohr, ačkoli se více zajímal o relativně nové pole zvané kvantová fyzika . Kvantová fyzika obecně šla proti hodně z toho, co Einstein a Bohr považovali za vědecký fakt, což vedlo k řadě diskusí na vysoké úrovni mezi Schrödingerem a Einsteinem. Jeden z těchto argumentů obsahoval paradoxní myšlenkový experiment, který nyní známe jako Schrödingerova kočka , ačkoli kočka nikdy nebyla víc než teoretická.

Jedním z inherentních problémů subatomických systémů je obtížnost lidského pozorování. Dá se předpokládat, že se subatomické částice chovají určitým způsobem, ale zavedení mikroskopu nebo kamery k jejich pozorování v akci může negativně ovlivnit přirozené chování subatomového systému. To by odpovídalo třídě studentů, kteří změnili své chování, když objevili posádku dokumentárních filmů v místnosti. Totéž se stane, když se fyzici snaží pozorovat velmi malé předměty.

„Schrödingerova kočka“ je v podstatě objektem lekce o problémech spočívajících v tom, že se při řešení subatomických systémů spoléháme pouze na pozorování. Schrödinger navrhl experiment, ve kterém by živá kočka byla umístěna v kleci na jedné straně kovové trubice. Poblíž kočky by byla lahvička obsahující jedovatý plyn a spouštěcí mechanismus. Vědec umístí velmi malé množství radioaktivní látky na druhý konec zkumavky. Tento radioaktivní materiál by se rozkládal rychlostí jednoho atomu za hodinu, ale šance, že k tomu dojde, je padesát padesát. Pokud by byl atom skutečně uvolněn, způsobilo by to rozbití lahvičky jedovatého plynu a kočka by zemřela. Žádný atomový rozpad by znamenal, že kočka žije.

Jakmile bude tato teoretická trubice uzavřena, nebude možné žádné vnější pozorování. „Schrödingerova kočka“ by se nikdo nemohl celou hodinu přihlásit. Po uplynutí 60 minut bude pro experimentátora otázkou „Je Schrödingerova kočka živá nebo mrtvá?“. Podle Einsteinových teorií by kočka byla buď mrtvá nebo živá, bez prostředního terénu. Konečná odpověď byla nalezena teprve tehdy, když byla zkumavka otevřena a stav kočky byl pozorovatelný. Einstein by viděl mrtvou nebo živou kočku, protože Bůh nehraje s vesmírem kostky.

Podle Schrödingerovy teorie kvantové fyziky je však kočka ve skutečnosti ve dvou různých stavech současně. Jedna verze kočky je mrtvá, ale druhá je stále naživu. Takto by musely fungovat i subatomické systémy, což vytváří paradox. Kočka žije v makroskopickém systému, ve kterém objekty buď žijí, nebo ne. Neexistuje žádný prostřední terén, například polovina živé kočky. V kvantové fyzice by však teoretická Schrödingerova kočka mohla existovat v různých stavech, od úplně živých po mrtvé a ve všech fázích mezi nimi. Všechny tyto stavy, známé jako superpozice, jsou možnými výstupy z experimentu, i když pouze jeden mohl být pozorován jako pravdivý, když vědec zkoumal kočku.

Sám Schrödinger později litoval, že použil kočku jako potenciální oběť paradoxního experimentu. Jeho původním bodem bylo ilustrovat některé problémy pozorování subatomických systémů a vyvozovat závěry, kdy by akt pozorování mohl zkreslit výsledky. Schrödinger tím, že vytáhl paradox z menšího subatomického světa a přemístil jej do většího makroskopického světa, skutečně prokázal svůj názor na Einsteina a další, ale jeho teoretická lekce o předmětu by byla navždy známá jako „Schrödingerova kočka“.