Buod ng pusa ni Schrödinger. Ang pusa ni Schrödinger: buhay ba siya o hindi? Ang kakanyahan ng eksperimento

Narinig na nating lahat ang tungkol sa sikat na Schrödinger's cat, ngunit alam ba natin kung anong uri talaga siya? Alamin natin ito at subukang pag-usapan ang tungkol sa sikat na pusa ni Schrödinger sa simpleng salita.

Ang Schrödinger's Cat ay isang eksperimento na isinagawa ni Erwin Schrödinger, isa sa mga founding father ng quantum mechanics. Bukod dito, hindi ito isang ordinaryong pisikal na eksperimento, ngunit kaisipan.

Dapat aminin na si Erwin Schrödinger ay isang taong may napakayaman na imahinasyon.

Kaya ano ang mayroon tayo bilang isang haka-haka na batayan para sa pagsasagawa ng isang eksperimento? May pusang nakalagay sa isang kahon. Ang kahon ay naglalaman din ng isang Geiger counter na may ilang napakaliit na halaga ng radioactive na materyal. Ang dami ng sangkap ay tulad na ang posibilidad ng pagkabulok at hindi pagkabulok ng isang atom sa loob ng isang oras ay pareho. Kung ang atom ay nabubulok, ang isang espesyal na mekanismo ay isaaktibo na sisirain ang prasko na may hydrocyanic acid, at ang kawawang pusa ay mamamatay. Kung hindi mangyayari ang disintegrasyon, ang pusa ay magpapatuloy na umupo nang tahimik sa kahon at managinip tungkol sa mga sausage.

Ano ang kakanyahan ng pusa ni Schrödinger? Bakit pa nagkakaroon ng ganitong surreal na karanasan?

Ayon sa mga resulta ng eksperimento, malalaman natin kung ang pusa ay buhay o hindi lamang kapag binuksan natin ang kahon. Mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang isang pusa (tulad ng isang atom ng bagay) ay sabay na nasa dalawang estado nang sabay-sabay - parehong buhay at patay sa parehong oras. Ito ang sikat na kabalintunaan ng pusa ni Schrödinger.

Natural, hindi ito maaaring mangyari. Itinakda ni Erwin Schrödinger ang eksperimento sa pag-iisip na ito upang ipakita ang di-kasakdalan ng quantum mechanics sa paglipat mula sa subatomic tungo sa macroscopic system.

Narito ang sariling pormulasyon ni Schrödinger:

Maaari ka ring bumuo ng mga kaso kung saan mayroong isang medyo burlesque. Hayaang mai-lock ang ilang pusa sa isang silid na bakal kasama ang sumusunod na diabolical machine (na dapat umiral anuman ang interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter ay mayroong isang maliit na halaga ng radioactive substance - napakaliit na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa loob ng isang oras , ngunit may parehong posibilidad ay hindi maaaring maghiwa-hiwalay; kung mangyari ito, ang reading tube ay ilalabas at ang relay ay isinaaktibo, na ilalabas ang martilyo, na sinisira ang prasko na may hydrocyanic acid.

Kung iiwan natin ang buong sistemang ito sa sarili nito sa loob ng isang oras, masasabi natin na ang pusa ay mabubuhay pagkatapos ng panahong ito, hangga't ang atom ay hindi naghiwa-hiwalay. Ang pinakaunang pagkawatak-watak ng atom ay lason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo o pahid ng buhay at patay na pusa (pasensya na sa expression) sa magkapantay na bahagi. Ang karaniwan sa mga ganitong kaso ay ang kawalan ng katiyakan na orihinal na limitado sa atomic na mundo ay binago sa macroscopic na kawalan ng katiyakan, na maaaring alisin sa pamamagitan ng direktang pagmamasid. Pinipigilan tayo nito mula sa walang muwang na pagtanggap sa "blur model" bilang sumasalamin sa katotohanan. Ito mismo ay hindi nangangahulugan ng anumang bagay na hindi malinaw o kontradiksyon. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.

Ang isang tiyak na positibong punto sa eksperimentong ito ay ang katotohanan na walang isang hayop ang napinsala sa panahon nito.

Sa wakas, upang pagsamahin ang materyal, iminumungkahi naming manood ka ng isang video mula sa magandang lumang serye na "The Big Bang Theory".

At kung bigla kang may mga tanong o tinanong ka ng iyong guro ng problema sa quantum mechanics, mangyaring makipag-ugnayan. Sama-sama nating malulutas ang lahat ng mga isyu nang mas mabilis!

Sa kahihiyan ko, gusto kong aminin na narinig ko ang expression na ito, ngunit hindi alam kung ano ang ibig sabihin nito o kahit na sa kung anong paksa ito ginamit. Hayaan mong sabihin ko sa iyo kung ano ang nabasa ko sa Internet tungkol sa pusang ito...

« Pusa ni Shroedinger» - ito ang pangalan ng sikat na eksperimento sa pag-iisip ng sikat na Austrian theoretical physicist na si Erwin Schrödinger, na isa ring Nobel Prize laureate. Sa tulong ng fictitious experiment na ito, nais ipakita ng scientist ang incompleteness ng quantum mechanics sa paglipat mula sa subatomic system tungo sa macroscopic system.

Ang orihinal na artikulo ni Erwin Schrödinger ay nai-publish noong 1935. Narito ang quote:

Maaari ka ring bumuo ng mga kaso kung saan mayroong isang medyo burlesque. Hayaang mai-lock ang ilang pusa sa isang silid na bakal na may sumusunod na diabolical machine (na dapat ay anuman ang interbensyon ng pusa): sa loob ng Geiger counter mayroong isang maliit na halaga ng radioactive substance, napakaliit na isang atom lamang ang maaaring mabulok sa loob ng isang oras, ngunit may parehong posibilidad ay hindi maaaring maghiwa-hiwalay; kung mangyari ito, ang reading tube ay ilalabas at ang relay ay isinaaktibo, na ilalabas ang martilyo, na sinisira ang prasko na may hydrocyanic acid.

Kung iiwan natin ang buong sistemang ito sa sarili nito sa loob ng isang oras, masasabi natin na ang pusa ay mabubuhay pagkatapos ng panahong ito, hangga't ang atom ay hindi naghiwa-hiwalay. Ang pinakaunang pagkawatak-watak ng atom ay lason ang pusa. Ang psi-function ng system sa kabuuan ay magpapahayag nito sa pamamagitan ng paghahalo o pahid ng buhay at patay na pusa (pasensya na sa expression) sa magkapantay na bahagi. Ang karaniwan sa mga ganitong kaso ay ang kawalan ng katiyakan na orihinal na limitado sa atomic na mundo ay binago sa macroscopic na kawalan ng katiyakan, na maaaring alisin sa pamamagitan ng direktang pagmamasid. Pinipigilan tayo nito mula sa walang muwang na pagtanggap sa "blur model" bilang sumasalamin sa katotohanan. Ito mismo ay hindi nangangahulugan ng anumang bagay na hindi malinaw o kontradiksyon. May pagkakaiba sa pagitan ng malabo o out-of-focus na larawan at larawan ng mga ulap o fog.

Sa ibang salita:

1. May isang kahon at isang pusa. Ang kahon ay naglalaman ng isang mekanismo na naglalaman ng isang radioactive atomic nucleus at isang lalagyan ng lason na gas. Ang mga pang-eksperimentong parameter ay pinili upang ang posibilidad ng pagkabulok ng nuklear sa 1 oras ay 50%. Kung ang nucleus ay nawasak, isang lalagyan ng gas ang magbubukas at ang pusa ay namatay. Kung ang nucleus ay hindi nabubulok, ang pusa ay nananatiling buhay at maayos.
2. Isinasara namin ang pusa sa isang kahon, maghintay ng isang oras at tanungin ang ating sarili: buhay ba o patay ang pusa?
3. Ang mekanika ng kuwantum ay tila nagsasabi sa atin na ang atomic nucleus (at samakatuwid ay ang pusa) ay nasa lahat ng posibleng estado nang sabay-sabay (tingnan ang quantum superposition). Bago namin buksan ang kahon, ang cat-nucleus system ay nasa estado na "ang nucleus ay nabulok, ang pusa ay patay" na may posibilidad na 50% at sa estado na "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay" na may isang probabilidad ng 50%. Lumalabas na ang pusang nakaupo sa kahon ay parehong buhay at patay nang sabay.
4. Ayon sa modernong interpretasyon ng Copenhagen, ang pusa ay buhay/patay nang walang anumang intermediate na estado. At ang pagpili ng estado ng pagkabulok ng nucleus ay nangyayari hindi sa sandali ng pagbubukas ng kahon, ngunit kahit na ang nucleus ay pumasok sa detektor. Dahil ang pagbawas ng pag-andar ng alon ng sistemang "cat-detector-nucleus" ay hindi nauugnay sa tagamasid ng tao ng kahon, ngunit nauugnay sa detector-tagamasid ng nucleus.

Ayon sa mekanika ng quantum, kung ang nucleus ng isang atom ay hindi sinusunod, kung gayon ang estado nito ay inilalarawan ng isang halo ng dalawang estado - isang bulok na nucleus at isang hindi nabubulok na nucleus, samakatuwid, isang pusa na nakaupo sa isang kahon at nagpapakilala sa nucleus ng isang atom. ay parehong buhay at patay sa parehong oras. Kung ang kahon ay binuksan, ang eksperimento ay makikita lamang ng isang partikular na estado - "ang nucleus ay nabulok, ang pusa ay patay" o "ang nucleus ay hindi nabulok, ang pusa ay buhay."

Ang kakanyahan sa wika ng tao

Ipinakita ng eksperimento ni Schrödinger na, mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang pusa ay parehong buhay at patay, na hindi maaaring. Samakatuwid, ang quantum mechanics ay may mga makabuluhang bahid.

Ang tanong ay: kailan huminto ang isang sistema bilang pinaghalong dalawang estado at pumili ng isang partikular na estado? Ang layunin ng eksperimento ay ipakita na ang quantum mechanics ay hindi kumpleto nang walang ilang mga panuntunan na nagsasaad sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang pag-collapse ng wave function at ang pusa ay maaaring mamatay o mananatiling buhay ngunit hindi na pinaghalong pareho. Dahil malinaw na ang isang pusa ay dapat na buhay o patay (walang estadong intermediate sa pagitan ng buhay at kamatayan), ito ay magiging katulad para sa atomic nucleus. Ito ay dapat na bulok o hindi nabubulok (Wikipedia).

Ang isa pang pinakabagong interpretasyon ng eksperimento sa pag-iisip ni Schrödinger ay ang kuwento ni Sheldon Cooper, ang bayani ng seryeng "Theory Big Bang" ("Big Bang Theory"), na inihatid niya para sa kanyang hindi gaanong pinag-aralan na kapitbahay na si Penny. Ang punto ng kuwento ni Sheldon ay ang konsepto ng pusa ni Schrödinger ay maaaring ilapat sa mga relasyon ng tao. Upang maunawaan kung ano ang nangyayari sa pagitan ng isang lalaki at isang babae, anong uri ng relasyon sa pagitan nila: mabuti o masama, kailangan mo lamang buksan ang kahon. Hanggang doon, ang relasyon ay parehong mabuti at masama.

Nasa ibaba ang isang video clip ng palitan ng Big Bang Theory sa pagitan nina Sheldon at Penia.

Ang ilustrasyon ni Schrödinger ay pinakamahusay na halimbawa upang ilarawan ang pangunahing kabalintunaan ng quantum physics: ayon sa mga batas nito, ang mga particle tulad ng mga electron, photon at kahit na mga atom ay umiiral sa dalawang estado nang sabay-sabay ("buhay" at "patay", kung naaalala mo ang mahabang pagtitiis na pusa). Ang mga estadong ito ay tinatawag na mga superposisyon.

Ang American physicist na si Art Hobson mula sa Unibersidad ng Arkansas (Arkansas State University) ay nagmungkahi ng kanyang solusyon sa kabalintunaan na ito.

"Ang mga sukat sa quantum physics ay batay sa pagpapatakbo ng ilang mga macroscopic device, tulad ng isang Geiger counter, sa tulong kung saan tinutukoy ang quantum state ng microscopic system - atoms, photon at electron. Ipinahihiwatig ng quantum theory na kung ikinonekta mo ang isang microscopic system (particle) sa ilang macroscopic device na nagpapakilala sa dalawa. iba't ibang estado system, pagkatapos ang aparato (Geiger counter, halimbawa) ay mapupunta sa isang estado ng quantum entanglement at mahahanap din ang sarili nito sa dalawang superposisyon nang sabay-sabay. Gayunpaman, imposibleng direktang obserbahan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na ginagawang hindi katanggap-tanggap, "sabi ng physicist.

Sinabi ni Hobson na sa kabalintunaan ni Schrödinger, ang pusa ay gumaganap ng papel ng isang macroscopic device, isang Geiger counter, na konektado sa isang radioactive nucleus upang matukoy ang estado ng pagkabulok o "hindi pagkabulok" ng nucleus na iyon. Sa kasong ito, ang isang buhay na pusa ay magiging isang tagapagpahiwatig ng "hindi pagkabulok", at ang isang patay na pusa ay magiging isang tagapagpahiwatig ng pagkabulok. Ngunit ayon sa quantum theory, ang pusa, tulad ng nucleus, ay dapat na umiiral sa dalawang superposisyon ng buhay at kamatayan.

Sa halip, ang sabi ng physicist, ang quantum state ng pusa ay dapat na gusot sa estado ng atom, ibig sabihin sila ay nasa isang "nonlocal na relasyon" sa isa't isa. Iyon ay, kung ang estado ng isa sa mga bagay na nakakulong ay biglang nagbago sa kabaligtaran, kung gayon ang estado ng pares nito ay magbabago din, gaano man sila kalayo sa isa't isa. Kasabay nito, tinutukoy ni Hobson ang pang-eksperimentong kumpirmasyon ng teoryang quantum na ito.

"Ang pinaka-kagiliw-giliw na bagay tungkol sa teorya ng quantum entanglement ay ang pagbabago sa estado ng parehong mga particle ay nangyayari kaagad: walang ilaw o electromagnetic signal ang magkakaroon ng oras upang magpadala ng impormasyon mula sa isang sistema patungo sa isa pa. Kaya maaari mong sabihin na ito ay isang bagay na nahahati sa dalawang bahagi ayon sa espasyo, gaano man kalaki ang distansya sa pagitan nila," paliwanag ni Hobson.

Ang pusa ni Schrödinger ay hindi na buhay at patay sa parehong oras. Siya ay patay kung mangyari ang pagkawatak-watak, at buhay kung hindi mangyayari ang pagkawatak-watak.

Idagdag natin na ang mga katulad na solusyon sa kabalintunaan na ito ay iminungkahi ng tatlong higit pang mga grupo ng mga siyentipiko sa nakalipas na tatlumpung taon, ngunit hindi sila sineseryoso at nanatiling hindi napapansin sa malawak na mga siyentipikong bilog. Sinabi ni Hobson na ang paglutas ng mga kabalintunaan ng quantum mechanics, kahit man lang sa teorya, ay ganap na kinakailangan para sa malalim na pag-unawa nito.

Schrödinger

Pero kamakailan lang IPINALIWANAG NG MGA TEORISTA KUNG PAANO PINAPAPATAY NG GRAVITY ANG PUSA NI SCHRODINGER, ngunit ito ay mas kumplikado ...

Bilang isang patakaran, ipinaliwanag ng mga physicist ang kababalaghan na ang superposisyon ay posible sa mundo ng mga particle, ngunit imposible sa mga pusa o iba pang mga macro-object, interference mula sa kapaligiran. Kapag ang isang quantum object ay dumaan sa isang field o nakipag-ugnayan sa mga random na particle, ito ay agad na ipagpalagay na isang estado lamang-na parang ito ay nasusukat. Ito ay eksakto kung paano nawasak ang superposisyon, tulad ng pinaniniwalaan ng mga siyentipiko.

Ngunit kahit na sa anumang paraan naging posible na ihiwalay ang isang macro-object sa isang estado ng superposisyon mula sa mga pakikipag-ugnayan sa iba pang mga particle at field, maaga o huli ay magkakaroon pa rin ito ng isang estado. Hindi bababa sa ito ay totoo para sa mga prosesong nagaganap sa ibabaw ng Earth.

"Sa isang lugar sa interstellar space, marahil ang isang pusa ay magkakaroon ng pagkakataon na mapanatili ang kabuuan ng pagkakaugnay-ugnay, ngunit sa Earth o malapit sa anumang planeta ito ay lubhang hindi malamang. At ang dahilan nito ay gravity, "paliwanag ng nangungunang may-akda ng bagong pag-aaral, si Igor Pikovski ng Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics.

Nagtalo si Pikovsky at ang kanyang mga kasamahan mula sa Unibersidad ng Vienna na ang gravity ay may mapanirang epekto sa mga superposisyon ng quantum ng mga macro-object, at samakatuwid ay hindi namin naobserbahan ang mga katulad na phenomena sa macrocosm. Ang pangunahing konsepto ng bagong hypothesis, sa pamamagitan ng paraan, ay maikling binalangkas sa tampok na pelikula na "Interstellar."

Ang teorya ng pangkalahatang relativity ni Einstein ay nagsasaad na ang isang napakalaking bagay ay yumuko sa espasyo sa paligid nito. Isinasaalang-alang ang sitwasyon sa isang mas maliit na antas, maaari nating sabihin na para sa isang molekula na inilagay malapit sa ibabaw ng Earth, ang oras ay lilipas nang medyo mas mabagal kaysa sa isang matatagpuan sa orbit ng ating planeta.

Dahil sa impluwensya ng gravity sa space-time, ang isang molekula na apektado ng impluwensyang ito ay makakaranas ng paglihis sa posisyon nito. At ito, sa turn, ay dapat makaapekto sa panloob na enerhiya nito - mga vibrations ng mga particle sa isang molekula na nagbabago sa paglipas ng panahon. Kung ang isang molekula ay ipinakilala sa isang estado ng quantum superposition ng dalawang lokasyon, kung gayon ang ugnayan sa pagitan ng posisyon at panloob na enerhiya ay malapit nang pipilitin ang molekula na "pumili" lamang ng isa sa dalawang posisyon sa kalawakan.

"Sa karamihan ng mga kaso, ang kababalaghan ng decoherence ay nauugnay sa isang panlabas na impluwensya, ngunit sa kasong ito, ang panloob na panginginig ng boses ng mga particle ay nakikipag-ugnayan sa paggalaw ng molekula mismo," paliwanag ni Pikovsky.

Ang epektong ito ay hindi pa naobserbahan, dahil ang iba pang mga pinagmumulan ng decoherence, tulad ng mga magnetic field, ang thermal radiation at vibrations ay kadalasang mas malakas, at nagiging sanhi ng pagkasira ng mga quantum system bago pa man mangyari ang gravity. Ngunit nagsusumikap ang mga eksperimento na subukan ang hypothesis.

Ang isang katulad na setup ay maaari ding gamitin upang subukan ang kakayahan ng gravity na sirain ang mga quantum system. Upang gawin ito, kinakailangan na ihambing ang mga vertical at horizontal interferometer: sa una, ang superposisyon ay dapat na mawala sa lalong madaling panahon dahil sa paglawak ng oras sa iba't ibang "taas" ng landas, habang sa pangalawa, ang quantum superposition ay maaaring manatili.

Tiyak na marami ang nakatagpo ng mahiwagang pagbabalangkas na ito. At hindi lubos na maunawaan ng karamihan kung ano ang kakanyahan ng bagay. Ang Schrödinger's Cat ay isang eksperimento na ipinangalan sa lumikha nito, isang Austrian physicist at isa sa mga tagapagtatag ng quantum mechanics. Sa aming materyal ay simple at maikli naming pinag-uusapan ang kahulugan ng eksperimento. Para saan ito?

Si Erwin Schrödinger ay isang sikat na theoretical physicist. Noong 1935, nagpasya siyang magsagawa ng isang virtual na eksperimento sa isang pusa. Ang lahat ng ito upang patunayan na ang Copenhagen interpretasyon ng superposisyon (paghahalo ng dalawang estado) ay hindi ganap na tama kaugnay sa quantum theory.

Ano ang kakanyahan ng eksperimento?

Inilalagay ni Schrödinger sa isip ang isang buhay na pusa sa isang silid na bakal kasama ang isang martilyo, isang bote ng hydrocyanic acid at isang napakaliit na halaga ng radioactive na materyal. Kung kahit isang atom ng radioactive material ay nabubulok sa panahon ng pagsubok, ilalabas ng mekanismo ng relay ang martilyo. Ngunit ibabalik na niya ang bote ng makamandag na gas at papatayin ang pusa.

Bakit ito naisip ni Schrödinger?

Sa quantum mechanics, pinaniniwalaan na kung walang sinuman at walang nagmamasid sa nucleus, kung gayon ito ay nasa isang halo-halong, hindi tiyak na estado. Parehong nagkawatak-watak at hindi agad nagkawatak-watak. Ngunit kapag lumitaw ang isang tagamasid, matatagpuan ang nucleus sa isa sa mga estado. Sa pamamagitan ng paraan, ang eksperimento ni Schrödinger ay may layunin na malaman kung anong eksaktong sandali "ang pusa ay parehong patay at buhay." At kapag may nakitang partikular na kundisyon. Nais patunayan ng isang scientist na imposible ang quantum mechanics nang walang magagandang detalye. At tinutukoy nila sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang pagbagsak ng function ng wave (pagbabago ng estado) ay nangyayari. Tinutukoy din nila kung kailan nananatili ang isang bagay sa isa sa mga posibleng estado (hindi sa ilang sabay-sabay).

Nais ni Erwin Schrödinger na ituro ang isang kakaibang konklusyon ng mga quantum theorists. Naniniwala sila na makikita ng isang ordinaryong tao ang tunay na estado ng bagay na walang armas. Ang interpretasyon ng Copenhagen ng quantum physics ay nangingibabaw noong panahong iyon. Naniniwala siya na ang mga atomo o photon ay umiiral sa ilang mga estado sa isang sandali (nasa superposisyon) at hindi napupunta sa isang partikular na estado hanggang sa sila ay naobserbahan.

Sinasabi ng eksperimento ni Schrödinger na hindi malalaman ng isang nagmamasid kung ang isang atom ng isang sangkap ay nabulok o hindi. Bilang karagdagan, hindi alam ng nagmamasid kung nabasag ang bote at kung namatay ang pusa. Ayon sa interpretasyon ng Copenhagen, ang pusa ay mabubuhay at patay hanggang sa may tumingin sa kahon. Sa quantum mechanics, ang kakayahang maging buhay at patay hanggang sa ito ay maobserbahan ay tinatawag na quantum uncertainty o ang kabalintunaan ng nagmamasid. Ang lohika sa likod ng kabalintunaan ng nagmamasid ay maaaring matukoy ng mga obserbasyon ang mga kinalabasan.

Sumang-ayon si Schrödinger na umiiral ang superposisyon. Sa pamamagitan ng paraan, sa panahon ng kanyang buhay, napatunayan ito ng mga siyentipiko sa pamamagitan ng pag-aaral ng interference sa mga light wave. Ngunit nagtaka siya kung kailan talaga nagbibigay daan ang superposisyon sa isang tiyak na estado. Nagtataka ang mga tao sa eksperimento ni Schrödinger. Posible ba talagang matukoy ang kinalabasan ng buhay ng pusa sa pamamagitan ng pagbukas ng kahon (tingnan ito)?

Ngunit mabubuhay ba o patay ang pusa, kahit na hindi binuksan ang kahon?

Sa ganitong kabalintunaan na eksperimento sa pag-iisip, pinatunayan ni Schrödinger na mali ang interpretasyon ng Copenhagen ng quantum physics. Ang interpretasyong ito ay maaaring gumana sa mikroskopikong antas. Ngunit wala itong kinalaman sa macroscopic na mundo (ang pusa ay kinuha bilang isang halimbawa ng macroscopic). Ang alam ng mga siyentipiko tungkol sa kalikasan ng bagay sa antas ng mikroskopiko at kung ano ang naobserbahan ng mga tao sa antas ng makroskopiko ay hindi pa lubos na nauunawaan. Ang papel ng tagamasid ay nananatiling isang mahalagang isyu sa pag-aaral ng quantum physics at isang walang katapusang pinagmumulan ng haka-haka.

Guys, inilalagay namin ang aming kaluluwa sa site. Thank you for that
na natuklasan mo ang kagandahang ito. Salamat sa inspirasyon at sa goosebumps.
Sumali sa amin sa Facebook At Sa pakikipag-ugnayan sa

Nagawa ni Schrödinger na magkaroon ng reputasyon bilang isang sira-sira kahit na sa mga kasamahan na sila mismo ay madalas na wala sa ugnayan sa buhay. Ang siyentista ay nagbihis nang kaswal kaya hindi nila nais na ipasok siya sa hotel dahil kinuha nila siya para sa isang padyak. Minsan, sa isang mahalagang kumperensya, tumanggi si Schrödinger na magsalita tungkol sa enerhiyang nuklear at nagbigay ng panayam sa pilosopiya.

Ang kontrobersyal na taong ito ay nagpasya na troll ang siyentipikong komunidad at gumawa ng isang malupit na eksperimento na kinasasangkutan ng isang pusa at nakamamatay na gas. Buti na lang at wala ni isang pusa ang nasaktan. At lahat dahil ang eksperimento ay mental at ang lahat ay nangyari lamang sa imahinasyon ng isang indibidwal na pisiko.

Ilang salita tungkol sa quantum mechanics

Narito ang isang simpleng halimbawa ng quantum physics sa trabaho. Kumuha ng 2 walang laman na kahon ng posporo. Maglagay ng tugma sa isa sa mga ito - ito ay isang bagay ng aming pamilyar na macrocosm. Ngayon ay maaari mong sabihin na ang laban ay nasa isang kahon lamang, at wala sa isa pa. Ito ay kung paano gumagana ang Newtonian physics na pamilyar sa atin.

Magbabago ang lahat kung kukuha ka ng isang electron sa halip na isang tugma: ito ay matatagpuan sabay-sabay sa 2 kahon. Ito ay kung paano gumagana ang mga batas ng quantum physics.

Noong 1935, isinagawa ng physicist ang kanyang sikat na eksperimento sa pag-iisip. Ang orihinal na teksto ay nasa German. Well, isinalin namin ito para sa iyo mula sa wika ng mga siyentipiko sa wika ng mga ordinaryong tao.

• Ang isang pusa ay inilagay sa isang saradong kahon ng bakal.
• Bilang karagdagan sa pusa sa kahon, mayroong isang infernal machine na may radioactive core at lason na gas. Ang gas ay nakapaloob sa isang selyadong lalagyan ng salamin.
• Ang isang radioactive nucleus ay maaaring mabulok sa loob ng 1 oras. O baka naman hindi ito magwawakas. Ang posibilidad ng kaganapan ay 50%. (Tandaan: ang nuclear decay ay ang pinaka madaling halimbawa, na pumasok sa isip ng siyentipiko, dahil sa kasong ito ang kernel ay may 2 pagpipilian lamang. Kung kumuha siya ng anumang iba pang variable, ang mga resulta ng eksperimento ay mahirap hulaan.)
• Kung ang nucleus ay maghiwa-hiwalay, ang pusa ay mawawalan ng swerte. Dahil ang pagkabulok ng nucleus ay makikita ng isang Geiger counter, gagana ang relay, at ang isang espesyal na martilyo ay masisira ang ampoule na may nakakalason na gas. Patay na ang pusa.
• Kung ang nucleus ay hindi nabubulok, ang pusa ay nananatiling buhay.

Upang maunawaan ang kakanyahan ng eksperimento ni Schrödinger, kailangan mong pamilyar sa isa pang prinsipyo ng quantum mechanics - kabalintunaan ng tagamasid .

Ang radioactive nucleus na nagbabanta sa ating pusa ay nasa superposisyon nang eksakto hangga't tayo hindi kami nagmamasid sa likod ng sistema. Sa sandaling kumonekta ang isang tagamasid sa system at subukang makita kung ano ang nangyayari sa pangkalahatan, ang nucleus (mga atomo, photon) ay sa wakas ay natukoy at tumatagal ng isang tiyak na posisyon.

Kung walang nanonood sa system (hindi pumupunta sa kahon kasama ang kanilang mga instrumento sa pagsukat), pagkatapos ay ang nucleus ay nabulok / hindi nabulok sa parehong oras.

Ngunit ang isang pusa ay isang ganap na naiibang bagay. Siguradong buhay siya o siguradong patay na siya. Dahil ang pusa, i.e. ang macrosystem, ay hindi apektado ng quantum laws - ito ay binubuo ng maraming iba't ibang particle. Ang radioactive nucleus ay nasa isang mundo, at ang pusa ay nakatira sa mundo ng malalaking bagay.

Walang pakialam ang pusa kapag binuksan mo ang takip. Ang nucleus na ito ay/hindi mabubulok kapag lumitaw ang nagmamasid. At ang pusa ay magiging buhay o patay kung titingnan mo ito o hindi.

Paano "alam" ng kernel na ito ay pinapanood? Kapag nagsimulang mag-obserba o magsukat ang mga tao o instrumento, ang mga particle ay nakakaranas ng wave (quantum) collapse: sila ay nasa isang estado ng kawalan ng katiyakan sa loob ng ilang panahon (mayroon silang maraming mga pagpipilian), at ang pagsukat/obserbasyon ay tumutukoy sa posisyon ng nucleus sa kalawakan /oras. Sa simpleng salita, ang core mula sa microworld ay pumapasok sa macroworld. Umalis ito sa zone ng pagkilos ng mga batas ng quantum physics at nasa ilalim ng aksyon ng Newtonian physics.

Maaari bang maging parehong buhay at patay ang isang pusa sa parehong oras? Ilang parallel universe ang mayroon? At mayroon ba sila? Ang mga ito ay hindi mga tanong sa science fiction, ngunit tunay na mga problemang pang-agham na nalutas ng quantum physics.

Kaya magsimula tayo sa Ang pusa ni Schrödinger. Ito ay isang eksperimento sa pag-iisip na iminungkahi ni Erwin Schrödinger upang ituro ang isang kabalintunaan na umiiral sa quantum physics. Ang kakanyahan ng eksperimento ay ang mga sumusunod.

Ang isang haka-haka na pusa ay sabay na inilagay sa isang saradong kahon, pati na rin ang parehong haka-haka na mekanismo na may radioactive core at isang lalagyan ng lason na gas. Ayon sa eksperimento, kung ang nucleus ay nabubulok, ito ay magpapagana sa mekanismo: ang lalagyan ng gas ay magbubukas at ang pusa ay mamamatay. Ang posibilidad ng pagkabulok ng nukleyar ay 1 sa 2.

Ang kabalintunaan ay na, ayon sa quantum mechanics, kung ang nucleus ay hindi sinusunod, kung gayon ang pusa ay nasa isang tinatawag na superposition, sa madaling salita, ang pusa ay sabay-sabay sa mutually exclusive states (ito ay parehong buhay at patay). Gayunpaman, kung bubuksan ng tagamasid ang kahon, maaari niyang i-verify na ang pusa ay nasa isang partikular na estado: ito ay buhay o patay. Ayon kay Schrödinger, ang hindi kumpleto ng quantum theory ay nakasalalay sa katotohanan na hindi nito tinukoy sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang isang pusa ay hindi na nasa superposisyon at lumalabas na buhay o patay.

Ang kabalintunaan na ito ay pinagsama ng eksperimento ni Wigner, na nagdaragdag ng kategorya ng mga kaibigan sa isang umiiral nang eksperimento sa pag-iisip. Ayon kay Wigner, kapag binuksan ng eksperimento ang kahon, malalaman niya kung buhay o patay ang pusa. Para sa eksperimento, ang pusa ay hindi na nasa superposisyon, ngunit para sa kaibigan na nasa likod ng pinto, at hindi pa nakakaalam tungkol sa mga resulta ng eksperimento, ang pusa ay nasa isang lugar pa rin "sa pagitan ng buhay at kamatayan." Ito ay maaaring ipagpatuloy sa isang walang katapusang bilang ng mga pinto at mga kaibigan, at ayon sa katulad na lohika, ang pusa ay nasa isang superposisyon hanggang sa malaman ng lahat ng tao sa Uniberso kung ano ang nakita ng eksperimento nang buksan niya ang kahon.

Paano ipinapaliwanag ng quantum physics ang gayong kabalintunaan? Ang quantum physics nagmumungkahi ng eksperimento sa pag-iisip quantum suicide at dalawa posibleng mga opsyon pag-unlad ng mga pangyayari batay sa iba't ibang interpretasyon ng quantum mechanics.

Sa isang eksperimento sa pag-iisip, ang isang baril ay nakatutok sa kalahok at ito ay magpapaputok bilang resulta ng pagkabulok ng isang radioactive atom o hindi. Muli, 50 hanggang 50. Kaya, ang kalahok sa eksperimento ay mamamatay o hindi, ngunit sa ngayon siya ay, tulad ng pusa ni Schrödinger, sa superposisyon.

Ang sitwasyong ito ay maaaring bigyang-kahulugan sa iba't ibang paraan mula sa punto ng view ng quantum mechanics. Ayon sa interpretasyon ng Copenhagen, ang baril ay tuluyang pumutok at ang kalahok ay mamamatay. Ayon sa interpretasyon ni Everett, ang superposisyon ay nagbibigay para sa pagkakaroon ng dalawang magkatulad na uniberso kung saan ang kalahok ay sabay-sabay na umiiral: sa isa sa kanila ay buhay siya (ang baril ay hindi pumutok), sa ikalawang siya ay patay (ang baril ay nagpaputok). Gayunpaman, kung tama ang interpretasyon ng maraming mundo, kung gayon sa isa sa mga uniberso ang kalahok ay palaging nananatiling buhay, na humahantong sa ideya ng pagkakaroon ng "quantum immortality".

Tulad ng para sa pusa ni Schrödinger at ang tagamasid ng eksperimento, kung gayon, ayon sa interpretasyon ni Everett, natagpuan din niya ang kanyang sarili at ang pusa sa dalawang Uniberso nang sabay-sabay, iyon ay, sa "wika ng kabuuan", "nakakabit" sa kanya.

Ito ay parang isang kuwento mula sa isang science fiction na nobela, gayunpaman, ito ay isa sa maraming mga siyentipikong teorya na may lugar sa modernong pisika.