Wat is Schrödinger's Cat?
Het is belangrijk op te merken dat geen echte katten, echt of supergepositioneerd , schade hebben geleden tijdens het maken van dit wijze GEEK-artikel. (Inside grap voor natuurkunde majors).
Erwin Schrödinger was een tijdgenoot van andere vooraanstaande natuurkundigen zoals Albert Einstein en Neils Bohr, hoewel hij meer geïnteresseerd was in een relatief nieuw veld genaamd kwantumfysica . De kwantumfysica ging in het algemeen in tegen veel van wat Einstein en Bohr als wetenschappelijk feit beschouwden, wat leidde tot een aantal debatten op hoog niveau tussen Schrödinger en Einstein. Een van die argumenten bevatte een paradoxaal gedachte-experiment dat we nu kennen als de Kat van Schrödinger , hoewel de kat nooit meer dan theoretisch was.
Een van de inherente problemen met subatomaire systemen is de moeilijkheid van menselijke observatie. Men kan aannemen dat subatomaire deeltjes zich op een bepaalde manier gedragen, maar het introduceren van een microscoop of een camera om ze in actie waar te nemen kan het natuurlijke gedrag van het subatomaire systeem negatief beïnvloeden. Dit zou het equivalent zijn van een klaslokaal waarin studenten hun gedrag veranderen zodra ze in de kamer een filmcamerabemanning ontdekten. Hetzelfde gebeurt wanneer natuurkundigen zeer kleine objecten proberen te observeren.
"Schrödinger's Cat" is in wezen een objectles over de problemen van het vertrouwen op alleen observatie bij het omgaan met subatomaire systemen. Schrödinger suggereerde een experiment waarin een levende kat in een kooi aan een kant van een metalen buis zou worden geplaatst. Bij de kat zou een flesje zijn dat giftig gas en een trigger-mechanisme bevat. Een wetenschapper zou een zeer kleine hoeveelheid radioactieve stof aan het andere uiteinde van de buis plaatsen. Dit radioactieve materiaal zou vervallen met een snelheid van één atoom per uur, maar de kans dat dit gebeurt is vijftig-vijftig. Als er inderdaad een atoom vrijkomt, zou het flesje met giftig gas breken en zou de kat sterven. Geen atomair verval zou betekenen dat de kat leeft.
Als deze theoretische buis eenmaal was afgesloten, zou observatie van buitenaf niet meer mogelijk zijn. Niemand zou een uur lang kunnen inchecken bij "Schrödinger's Cat". Na 60 minuten zou de vraag voor de onderzoeker zijn: "Is de kat van Schrödinger nog in leven of dood?". Volgens de theorieën van Einstein zou de kat dood of levend zijn, zonder middenweg. Pas toen de buis werd geopend en de status van de kat waarneembaar werd, kon een definitief antwoord worden gevonden. Einstein zou een dode of levende kat zien, omdat God niet dobbelt met het universum.
Volgens de theorie van Schrödinger over de kwantumfysica bevindt de kat zich echter in twee verschillende toestanden tegelijkertijd. Een versie van de kat is dood, maar een andere leeft nog. Dit is de manier waarop subatomaire systemen ook zouden moeten werken, waardoor de paradox ontstaat. Een kat leeft in een macroscopisch systeem, waarin objecten leven of niet. Er is geen middenweg, zoals een halve levende kat. In de kwantumfysica zou de kat van de theoretische Schrödinger echter in verschillende toestanden kunnen bestaan, van volledig levend tot dood en alle tussenliggende fasen. Al deze toestanden, bekend als superpositie, zijn mogelijke uitkomsten van het experiment, hoewel er maar één kon worden waargenomen als waar toen de wetenschapper de kat onderzocht.
Schrödinger zelf betreurde later dat hij een kat gebruikte als het potentiële slachtoffer van een paradoxaal gedachte-experiment. Zijn oorspronkelijke punt was om enkele van de problemen van het observeren van subatomaire systemen en het trekken van conclusies te illustreren wanneer de observatie de resultaten kon scheeftrekken. Door de paradox uit de kleinere subatomaire wereld te halen en te verplaatsen naar de grotere macroscopische wereld, bewees Schrödinger inderdaad zijn punt aan Einstein en anderen, maar zijn theoretische objectles zou voor altijd bekend staan als "Schrödinger's Cat".