Co to jest kot Schrödingera?
Ważne jest, aby pamiętać, że żadne rzeczywiste koty, prawdziwe ani w superpozycji , nie zostały skrzywdzone podczas tworzenia tego mądrego artykułu. (Żart dla kierunków fizyki).
Erwin Schrödinger był rówieśnikiem innych wybitnych fizyków, takich jak Albert Einstein i Neils Bohr, chociaż bardziej interesował go stosunkowo nowa dziedzina zwana fizyką kwantową . Fizyka kwantowa w ogólności była sprzeczna z tym, co Einstein i Bohr uważali za fakt naukowy, co doprowadziło do wielu dyskusji na wysokim szczeblu między Schrödingerem i Einsteinem. Jeden z tych argumentów zawierał paradoksalny eksperyment myślowy, który znamy teraz jako Kot Schrödingera , chociaż kot nigdy nie był bardziej teoretyczny.
Jednym z nieodłącznych problemów z systemami subatomowymi jest trudność obserwacji człowieka. Można założyć, że cząsteczki subatomowe zachowują się w określony sposób, ale wprowadzenie mikroskopu lub kamery w celu ich zaobserwowania w działaniu może negatywnie wpłynąć na naturalne zachowanie układu subatomowego. Byłby to odpowiednik klasy uczniów zmieniających swoje zachowanie po odkryciu w pokoju ekipy filmowców. To samo dzieje się, gdy fizycy próbują obserwować bardzo małe obiekty.
„Kot Schrödingera” jest w zasadzie lekcją obiektową na temat problemów polegania na samej obserwacji w układach subatomowych. Schrödinger zasugerował eksperyment, w którym żywy kot zostanie umieszczony w klatce po jednej stronie metalowej rurki. W pobliżu kota byłaby fiolka zawierająca trujący gaz i mechanizm spustowy. Naukowiec umieściłby bardzo małą ilość substancji radioaktywnej na drugim końcu rurki. Ten materiał promieniotwórczy rozpadałby się z szybkością jednego atomu na godzinę, ale szanse na to są pięćdziesiąt pięćdziesiąt. Gdyby rzeczywiście uwolniono atom, spowodowałoby to pęknięcie fiolki z trującym gazem i śmierć kota. Brak rozpadu atomowego oznaczałby, że kot żyje.
Po zapieczętowaniu tej teoretycznej rurki obserwacja z zewnątrz nie byłaby możliwa. Przez całą godzinę nikt nie będzie mógł zameldować się w „Kocie Schrödingera”. Po upływie 60 minut pytaniem dla eksperymentatora będzie „Czy kot Schrödingera żyje czy nie żyje?”. Zgodnie z teoriami Einsteina kot byłby martwy lub żywy, bez pośredniego podłoża. Ostateczną odpowiedź można było znaleźć dopiero po otwarciu tuby i obserwowaniu statusu kota. Einstein widziałby martwego lub żywego kota, ponieważ Bóg nie gra w kości ze wszechświatem.
Jednak zgodnie z teorią fizyki kwantowej Schrödingera kot jest w rzeczywistości jednocześnie w dwóch różnych stanach. Jedna wersja kota nie żyje, ale inna wciąż żyje. W ten sposób musiałyby również działać systemy subatomowe, co ustanawia paradoks. Kot żyje w systemie makroskopowym, w którym przedmioty żyją lub nie żyją. Nie ma środkowej płaszczyzny, na przykład pół żywego kota. Jednak w fizyce kwantowej teoretyczny kot Schrödingera może istnieć w różnych stanach, od całkowicie żywych po martwe i na wszystkich etapach pomiędzy nimi. Wszystkie te stany, znane jako superpozycja, są możliwymi wynikami eksperymentu, chociaż tylko jeden można było uznać za prawdziwy, gdy naukowiec zbadał kota.
Sam Schrödinger później wyraził żal, że użył kota jako potencjalnej ofiary paradoksalnego eksperymentu myślowego. Jego pierwotnym celem było zilustrowanie niektórych problemów związanych z obserwowaniem układów subatomowych i wyciąganie wniosków, gdy akt obserwacji mógłby wypaczyć wyniki. Wyciągając paradoks z mniejszego świata subatomowego i przenosząc go do większego świata makroskopowego, Schrödinger rzeczywiście udowodnił swój punkt widzenia Einsteinowi i innym, ale jego teoretyczna lekcja przedmiotu będzie na zawsze znana jako „Kot Schrödingera”.