Hva er Schrödingers katt?

Det er viktig å merke seg at ingen faktiske katter, ekte eller superposisjonert , ble skadet under opprettelsen av denne Wisegeek -artikkelen. (Inside Joke for Physics Majors).

Erwin Schrödinger var en samtid av andre fremtredende fysikere som Albert Einstein og Neils Bohr, selv om han var mer interessert i et relativt nytt felt kalt Quantum Physics . Kvantefysikk generelt gikk imot mye av det Einstein og Bohr anså for å være vitenskapelig faktum, noe som førte til en rekke debatter på høyt nivå mellom Schrödinger og Einstein. Et av disse argumentene inneholdt et paradoksalt tankeeksperiment vi nå kjenner som Schrödingers katt , selv om katten aldri var mer enn teoretisk.

Et av de iboende problemene med subatomiske systemer er vanskeligheten med menneskelig observasjon. Man kan anta at subatomiske partikler oppfører seg på en bestemt måte, men å introdusere et mikroskop eller et kamera for å observere dem i handling kan påvirke den naturlige oppførselen til th negativtE Subatomisk system. Dette vil være ekvivalent med et klasserom med elever som endret atferd når de oppdaget et dokumentarfilmkamerabesetning i rommet. Det samme skjer når fysikere prøver å observere veldig små gjenstander.

"Schrödingers katt" er egentlig en objektundervisning om problemene med å stole på observasjon alene når du arbeider med subatomiske systemer. Schrödinger foreslo et eksperiment der en levende katt ville bli plassert i et bur på den ene siden av et metallrør. I nærheten av katten ville være et hetteglass som inneholder giftig gass og en triggermekanisme. En forsker ville plassere en veldig liten mengde av et radioaktivt stoff i den andre enden av røret. Dette radioaktive materialet ville forfalle med en hastighet på ett atom i timen, men sjansene for at det oppstår er femti-femti. Hvis et atom faktisk ble frigjort, ville det føre til at hetteglasset av giftig gass går i stykker og katten ville dø. No Atomic Decay ville bety at katten lever.

Når dette teoretiske røret var forseglet, ville ingen observasjon utenfor ville være mulig. Ingen ville være i stand til å sjekke inn "Schrödingers katt" i en hel time. Etter at 60 minutter har gått, ville spørsmålet til eksperimentøren være "er Schrödingers katt i live eller død?". Under Einsteins teorier ville katten enten være død eller i live, uten midtbunn. Først når røret ble åpnet og kattens status ble observerbar, kunne et definitivt svar bli funnet. Einstein ville enten se en død eller levende katt, siden Gud ikke spiller terninger med universet.

Under Schrödingers teori om kvantefysikk er imidlertid katten faktisk i to forskjellige stater samtidig. En versjon av katten er død, men en annen lever fremdeles. Dette er måten subatomiske systemer også måtte fungere, som setter opp paradokset. En katt bor i et makroskopisk system, der objekter enten lever eller de ikke gjør det. Det er ingen midtground, for eksempel en halv levende katt. I kvantefysikk kan imidlertid den teoretiske Schrödingers katt eksistere i forskjellige stater, fra helt levende til døde og alle stadier derimellom. Alle disse tilstandene, kjent som superposisjon er mulige utfall fra eksperimentet, selv om bare en kan observeres som sant når forskeren undersøkte katten

Schrödinger selv uttrykte senere beklagelse av at han brukte en katt som det potensielle offeret for et paradoksalt tankeeksperiment. Hans opprinnelige poeng var å illustrere noen av problemene med å observere subatomiske systemer og trekke konklusjoner når observasjonshandlingen kunne skjule resultatene. Ved å ta paradokset ut av den mindre subatomiske verden og flytte den inn i den større makroskopiske verden, beviste Schrödinger faktisk poenget sitt for Einstein og andre, men hans teoretiske objektleksjon ville for alltid være kjent som "Schrödinger's Cat".