Şrödingerin pişiyi paradoksu. Məna izahı. Şrödingerin pişiyi sadə sözlərlə

Əgər qutu açılırsa, eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görməlidir: "nüvə çürüdü, pişik öldü" və ya "nüvə çürüməyib, pişik diri".

"Şrödingerin pişiyi" - təxmin etdiniz, Şrödinger, daha doğrusu, fizika üzrə Nobel mükafatı laureatı, avstriyalı alim Ervin Rudolf Yozef Aleksandr Şrödinger tərəfindən qurulan əyləncəli düşüncə təcrübəsinin adıdır.

Vikipediya eksperimentin tərifini belə verir: "Pişik qapalı qutuya qoyulur. Qutuda radioaktiv nüvə və zəhərli qaz olan konteyner olan mexanizm var. Təcrübənin parametrləri elə seçilir ki, nüvənin çürümə ehtimalı 1 saat 50% təşkil edir.Əgər nüvə parçalanırsa, mexanizmi hərəkətə gətirir - qazlı konteyner açılır və pişik ölür.

Kvant mexanikasına görə, əgər nüvə üzərində müşahidə aparılmırsa, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin - çürümüş nüvənin və çürüməmiş nüvənin superpozisiyası (qarışması) ilə təsvir olunur, buna görə də qutuda oturan pişik həm diri, həm də ölüdür. eyni vaxtda. Əgər qutu açılırsa, onda eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görməlidir: “nüvə çürüdü, pişik öldü” və ya “nüvə çürüməyib, pişik sağdır”.

Həmçinin oxuyun :

Belə çıxır ki, çıxışda diri və ya ölü bir pişikimiz var, lakin potensial olaraq pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür. Beləliklə, Şrodinqer kvant mexanikasının məhdudiyyətlərini ona müəyyən qaydalar tətbiq etmədən sübut etməyə çalışdı.

Kvant fizikasının Kopenhagen təfsiri - xüsusən də bu təcrübə - göstərir ki, pişik potensial fazalardan birinin (diri və ya ölü) xassələrini yalnız müşahidəçi prosesə müdaxilə etdikdən sonra əldə edir.

Yəni konkret Şrödinger qutunu açanda yüz faiz əminliklə kolbasa kəsməli və ya baytar çağırmalı olacaq. Pişik mütləq diri və ya qəfil öləcək. Ancaq prosesdə heç bir müşahidəçi olmadığı müddətcə - görmə formasında şübhəsiz xidmətləri olan konkret bir şəxs və ən azı aydın şüur - pişik "göy ilə yer arasında" dayandırılmış vəziyyətdə olacaq.

Öz-özünə yeriyən pişik haqqında qədim məsəl bu kontekstdə yeni çalarlar alır. Şübhəsiz ki, Şrödingerin pişiyi kainatın ən firavan məxluqu deyil. Gəlin, pişiyə onun üçün uğurlu bir nəticə arzulayaq və digərinə müraciət edək əyləncəli tapşırıq kvant mexanikasının sirli və bəzən amansız dünyasından.

Bu belə səslənir: "Yaxınlıqda bu səsi qavrayacaq adam yoxdursa, meşəyə düşən ağac hansı səsi çıxarır?" Burada, bədbəxt / xoşbəxt pişiyin ağ-qara taleyindən fərqli olaraq, çox rəngli fərziyyələr palitrası ilə qarşılaşırıq: səs yoxdur / səs var, bu nədir, əgər varsa və əgər o? deyil, bəs niyə? Bu suala çox sadə bir səbəbdən - eksperimentin aparılmasının mümkünsüzlüyünə görə cavab vermək mümkün deyil. Axı hər hansı bir təcrübə qavrayıb nəticə çıxara bilən müşahidəçinin olmasını nəzərdə tutur.

Həmçinin oxuyun :

Yəni bizim yoxluğumuzda ətrafımızdakı reallıq obyektlərinin başına nə gəldiyini təxmin etmək mümkün deyil. Əgər onu dərk etmək mümkün deyilsə, o, mövcud deyildir. Biz otaqdan çıxan kimi onun bütün məzmunu otağın özü ilə birlikdə mövcud olmağı dayandırır və ya daha dəqiq desək, yalnız potensial olaraq mövcud olmağa davam edir.

Eyni zamanda, yanğın və ya daşqın, avadanlıqların oğurlanması və ya içəri girənlər var. Üstəlik, biz də onun içində, müxtəlif potensial dövlətlərdə varıq. Biri otaqda dolanıb axmaq bir melodiya fit çalıram, o biri kədərlə pəncərəyə baxıram, üçüncüsü həyat yoldaşı ilə telefonla danışır. Hətta bizimkilər də orada yaşayır qəfil ölüm və ya gözlənilməz telefon zəngi şəklində xoş xəbər.

Bir anlıq bütün imkanların qapının arxasında gizləndiyini təsəvvür edin. İndi təsəvvür edin ki, bütün dünyamız belə reallaşdırılmamış potensialların cəmidir. Gülməli, hə?

O Ancaq burada təbii sual yaranır: bəs nə? Bəli - gülməli, bəli - maraqlıdır, amma əslində nə dəyişir? Elm bu barədə təvazökarcasına susur. Kvant fizikası üçün bu cür biliklər Kainatı və onun mexanizmlərini dərk etməkdə yeni yollar açır, lakin biz, böyük elmi kəşflərdən uzaq insanlar üçün belə məlumatlar faydasız görünür.

Bu necə boşunadır!? Axı mən fani bu dünyada varamsa, mən ölməz başqa bir dünyada varam! Həyatım uğursuzluqlar və kədərlər silsiləsidən ibarətdirsə, deməli mən haradasa varam - şanslı və xoşbəxtəm? Əslində, hisslərimizdən kənar heç bir şey yoxdur, necə ki, biz içəri girənə qədər yer yoxdur. Qavrama orqanlarımız bizi yalnız aldadır, beynimizdə bizi "ətrafdakı" dünyanın şəklini çəkir. Əslində bizdən kənarda olanlar yeddi möhürün arxasında sirr olaraq qalır.

Atomun planetar modelinin özünü doğrultmasına baxmayaraq, o dövrdə mövcud olan nəzəriyyə bütün prosesləri tam izah edə bilmirdi, ildə müşahidə edilmişdir həqiqi həyat. Məlum oldu ki, reallıqda nədənsə klassik Nyuton mexanikası mikro səviyyədə işləmir. Bunlar. real həyatdan götürülmüş modelin prototipi o dövrün alimlərinin Günəş sistemimizi deyil, atomu nəzərə almaqla apardıqları müşahidələrə uyğun gəlmir.

Buna əsaslanaraq, konsepsiya əhəmiyyətli dərəcədə yenidən işlənmişdir. kimi bir nizam-intizam var kvant mexanikası. Bu cərəyanın başlanğıcında görkəmli fizik Ervin Şrödinger dayanır.

Superpozisiya anlayışı

Yeni nəzəriyyəni fərqləndirən əsas prinsip budur superpozisiya prinsipi. Bu prinsipə görə, kvant (elektron, foton və ya proton) eyni anda iki vəziyyətdə ola bilər. Əgər a başa düşməyi asanlaşdırın bu ifadədən sonra beynimizdə təsəvvür etmək tamamilə qeyri-mümkün bir həqiqəti əldə edirik. Kvant eyni anda iki yerdə ola bilər.

Yarandığı dövrdə bu nəzəriyyə təkcə klassik mexanika ilə deyil, həm də sağlam düşüncə ilə ziddiyyət təşkil edirdi. İndi də fizikadan uzaq savadlı insan belə bir vəziyyəti çətin ki, təsəvvür edə bilmir. Axı bu anlayış, sonda onun özünü nəzərdə tutur oxucu indi və burada və orada ola bilər. İnsan makrokosmosdan mikrokosmosa keçidi belə təsəvvür etməyə çalışır.

Nyuton mexanikasının hərəkətini yaşamağa və özünü kosmosun bir nöqtəsində dərk etməyə öyrəşmiş bir insanın eyni anda iki yerdə olduğunu təsəvvür etməsi son dərəcə çətin idi. Bundan başqa, belə ki, makrodan mikroya keçiddə heç bir nəzəriyyə və qanunauyğunluq yox idi. Xüsusi ədədi dəyərlər və qaydalar haqqında heç bir anlayış yox idi.

Bununla belə, o dövrün cihazları artıq bu "kvant dissonansı" aydın şəkildə düzəltməyə imkan verirdi.. Laboratoriya cihazları təsdiqlədi ki, tərtib edilmiş postulatlar həqiqətən də ardıcıldır və kvant iki vəziyyətdə ola bilir. Məsələn, atomun nüvəsi ətrafında elektron qaz qeydə alınıb.

Buna əsaslanaraq, Schrödinger, indi pişik nəzəriyyəsi kimi tanınan məşhur konsepsiyanı formalaşdırdı.. Bu formalaşdırmanın məqsədi klassik fizika nəzəriyyəsində əlavə araşdırma tələb edən böyük bir boşluq olduğunu göstərmək idi.

Shroedinger pişiyi

Pişiklə bağlı düşüncə təcrübəsi bundan ibarət idi pişiyi qapalı polad qutuya qoydular. Qutu təchiz olunub zəhərli qazı olan cihaz və atom nüvəsi olan cihaz.

Tanınmış postulatlara əsaslanaraq, atomun nüvəsi bir saat ərzində komponentlərə parçalana bilər, lakin parçalana bilməz. Müvafiq olaraq, bu hadisənin baş vermə ehtimalı 50% -dir.

Əgər nüvə parçalanırsa, o zaman əks-qeydiyyatçı işə salınır və bu hadisəyə cavab olaraq qutunun təchiz olunduğu əvvəllər təsvir edilmiş cihazdan zəhərli maddə buraxılır. Bunlar. pişik zəhərdən ölür. Bu baş vermirsə, pişik müvafiq olaraq ölmür. 50% çürümə ehtimalına əsaslansaq, pişiyin sağ qalma ehtimalı 50% təşkil edir.

Kvant nəzəriyyəsinə əsaslanaraq, Bir atom eyni anda iki vəziyyətdə ola bilər. Bunlar. atom həm çürüdü, həm də çürümədi. Bu o deməkdir ki, registrator işləyib, qabı zəhərlə sındırıb, dağılmayıb. Pişik zəhərdən zəhərləndi, eyni zamanda pişik də zəhərlə zəhərlənmədi.

Ancaq belə bir şəkil təsəvvür etmək üçün qutunu açan tədqiqatçı dərhal ölü və canlı bir pişiyi tapdı. Pişik ya diri, ya da ölüdür. Vəziyyətin paradoksu budur. Ölü-diri pişiyi tamaşaçının ağlı üçün təsəvvür etmək mümkün deyil.

Paradoks budur pişik makrokosmosun obyektidir. Buna uyğun olaraq onun haqqında diri və ölü olduğunu söyləmək, yəni. kvant kimi eyni anda iki vəziyyətdə olması tamamilə doğru olmaz.

Bu nümunədən istifadə edərək, Schrödinger, makro və mikro aləmlər arasında aydın paralellərin olmadığı faktına diqqət yetirdi.. Mütəxəssislər tərəfindən verilən sonrakı şərhlər açıq şəkildə göstərir ki, pişik izləyicisi deyil, radiasiya detektoru-pişik sistemi nəzərə alınmalıdır. Detektor-pişik sistemində yalnız bir hadisə ehtimal olunur.

Əgər kvant fizikası mövzusunda məqalə ilə maraqlanırsınızsa, o zaman Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi seriyasını sevmə ehtimalınız yüksəkdir. Beləliklə, Sheldon Cooper yeni bir şərh etdi Schrödinger'in düşüncə təcrübəsi(Bu fraqmentlə videonu məqalənin sonunda tapa bilərsiniz). Ancaq Şeldonun qonşusu Penni ilə dialoqunu başa düşmək üçün əvvəlcə klassik şərhə müraciət edək. Beləliklə, Şrödingerin pişiyi sadə dillə desək.

Bu yazıda biz baxacağıq:

Qısa tarixi məlumat
Schrödinger's Cat ilə təcrübənin təsviri
Şrödingerin pişiyi paradoksunun həlli

Dərhal yaxşı xəbər. Təcrübə zamanı Şrödingerin pişiyinə heç bir zərər dəyməyib. Çünki kvant mexanikasının yaradıcılarından biri olan fizik Ervin Şrödinger yalnız düşüncə təcrübəsi aparmışdır.

Təcrübənin təsvirinə keçməzdən əvvəl tarixə kiçik bir ekskursiya edək.

Keçən əsrin əvvəllərində elm adamları mikrokosmosa baxmağa müvəffəq oldular. “Atom-elektron” modelinin “Günəş-Yer” modeli ilə zahiri oxşarlığına baxmayaraq, məlum oldu ki, klassik fizikanın bizə tanış olan Nyuton qanunları mikrokosmosda işləmir. Buna görə də yeni bir elm yarandı - kvant fizikası və onun komponenti - kvant mexanikası. Mikro dünyanın bütün mikroskopik obyektləri kvant adlanırdı.

Diqqət! Kvant mexanikasının postulatlarından biri də “superpozisiya”dır. Bu, Schrödinger təcrübəsinin mahiyyətini anlamaq üçün faydalı olacaq.

“Superpozisiya” kvantın (elektron, foton, atomun nüvəsi ola bilər) bir deyil, eyni zamanda bir neçə vəziyyətdə olması və ya eyni zamanda kosmosda bir neçə nöqtədə yerləşməsi qabiliyyətidir. , heç kim baxmasa

Bunu anlamaq bizim üçün çətindir, çünki bizim dünyamızda bir obyektin yalnız bir halı ola bilər, məsələn, olmaq, diri və ya ölü olmaq. Və kosmosda yalnız müəyyən bir yerdə ola bilər. “Superpozisiya” və kvant fizikası təcrübələrinin heyrətamiz nəticələri haqqında oxuya bilərsiniz bu məqalədə.

Budur mikro və makro obyektlərin davranışındakı fərqin sadə təsviri. Topu 2 qutudan birinə qoyun. Çünki top makro dünyamızın obyektidir, siz əminliklə deyəcəksiniz: "Top qutuların yalnız birində yatır, ikincisi isə boşdur." Bir top əvəzinə bir elektron götürsəniz, eyni zamanda 2 qutuda olduğu ifadəsi doğru olacaq. Mikrodünyanın qanunları belə işləyir. Misal: elektron reallıqda atomun nüvəsi ətrafında fırlanmır, eyni zamanda nüvənin ətrafındakı sferanın bütün nöqtələrində yerləşir. Fizika və kimyada bu hadisə “elektron bulud” adlanır.

Xülasə.Çox kiçik bir obyektin və böyük bir obyektin davranışının fərqli qanunlara tabe olduğunu başa düşdük. Kvant fizikasının qanunları və klassik fizikanın qanunları müvafiq olaraq.

Lakin makrokosmosdan mikrokosmosa keçidi təsvir edən heç bir elm yoxdur. Beləliklə, Ervin Şrödinger öz düşüncə təcrübəsini sadəcə ümumi fizika nəzəriyyəsinin natamamlığını nümayiş etdirmək üçün təsvir etdi. O istəyirdi ki, Şrödinger paradoksu böyük cisimləri təsvir edən bir elm (klassik fizika) və mikro obyektləri təsvir edən bir elm (kvant fizikası) olduğunu göstərsin. Amma kvant sistemlərindən makrosistemlərə keçidi təsvir etmək üçün kifayət qədər elm yoxdur.

Schrödinger's Cat ilə təcrübənin təsviri

Erwin Schrödinger 1935-ci ildə pişik düşüncə təcrübəsini təsvir etdi. Təcrübənin təsvirinin orijinal versiyası Vikipediyada təqdim olunur ( Schrödinger pişiyi Vikipediya).

Budur Schrödinger's Pişik təcrübəsinin sadə sözlərlə təsvirinin bir versiyası:

Bir pişik qapalı bir polad qutuya yerləşdirildi.
"Şrödinger qutusu"nda radioaktiv nüvəsi və konteynerə yerləşdirilmiş zəhərli qazı olan bir cihaz var.
Nüvə 1 saat ərzində parçalana bilər və ya yox. Çürümə ehtimalı 50% -dir.
Nüvə çürüyərsə, Geiger sayğacı onu qeyd edəcəkdir. Röle işləyəcək və çəkic qaz qabını qıracaq. Şrödingerin pişiyi öldü.
Əks halda, Şrödingerin pişiyi sağ olacaq.

Kvant mexanikasının “superpozisiya” qanununa görə, sistemi müşahidə etmədiyimiz bir vaxtda atomun (və deməli, pişiyin) nüvəsi eyni anda 2 vəziyyətdədir. Nüvə çürümüş/çürüməmiş vəziyyətdədir. Və pişik eyni anda diri/ölü olmaq vəziyyətindədir.

Amma biz dəqiq bilirik ki, “Şrödingerin qutusu” açılırsa, o zaman pişik yalnız ştatlardan birində ola bilər:

nüvə parçalanmayıbsa, bizim pişiyimiz sağdır
nüvə parçalanıbsa, pişik ölüb

Təcrübənin paradoksu ondan ibarətdir ki kvant fizikasına görə: qutunu açmamışdan əvvəl pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür, lakin dünyamızın fizika qanunlarına görə bu mümkün deyil. pişik müəyyən bir vəziyyətdə ola bilər - diri olmaq və ya ölü olmaq. Eyni zamanda "diri-diri pişik" qarışıq vəziyyəti yoxdur.

İpucu əldə etməzdən əvvəl Şrödingerin pişik təcrübəsinin paradoksunun bu gözəl video illüstrasiyasına baxın (2 dəqiqədən az):

Schrödinger pişiyi paradoksunun həlli - Kopenhagen təfsiri

İndi ipucu. Kvant mexanikasının xüsusi sirrinə diqqət yetirin - müşahidəçi paradoksu. Mikrodünyanın obyekti (bizim halda özəyi) eyni zamanda bir neçə ştatdadır sistemə nəzarət etmədiyimiz müddətcə.

Misal üçün, 2 yarıq və bir müşahidəçi ilə məşhur təcrübə. Elektron şüası 2 şaquli yarığı olan qeyri-şəffaf bir boşqaba yönəldildikdə, plitənin arxasındakı ekranda elektronlar "dalğa nümunəsi" - şaquli alternativ qaranlıq və açıq zolaqlar çəkdi. Amma eksperimentçilər elektronların yarıqlardan necə uçduğunu “görmək” istəyəndə və ekranın kənarından “müşahidəçi” quraşdıranda elektronlar ekrana “dalğa nümunəsi” deyil, 2 şaquli zolaq çəkiblər. Bunlar. dalğalar kimi deyil, hissəciklər kimi davranırdı.

Görünür, kvant zərrəcikləri “ölçüldükləri” anda hansı vəziyyəti alacaqlarına özləri qərar verirlər.

Buna əsaslanaraq, "Şrödinger pişiyi" fenomeninin müasir Kopenhagen izahı (tərcüməsi) belə səslənir:

Heç kim "pişik nüvəsi" sistemini izləmədiyi halda, nüvə eyni zamanda çürümüş/çürüməmiş vəziyyətdədir. Ancaq pişiyin eyni anda diri/ölü olduğunu söyləmək səhvdir. Niyə? Bəli, çünki makrosistemlərdə kvant hadisələri müşahidə olunmur. “Pişik nüvəsi” sistemindən deyil, “nüvə detektoru (Geiger sayğacı)” sistemindən danışmaq daha düzgündür.

Nüvə müşahidə (və ya ölçmə) anında vəziyyətlərdən birini (çürümüş/çürüməmiş) seçir. Amma bu seçim eksperimentatorun qutunu açdığı anda baş vermir (qutunun açılması nüvə dünyasından çox uzaqda, makrokosmosda baş verir). Nüvə detektora dəydiyi anda öz vəziyyətini seçir. Məsələ ondadır ki, sistem təcrübədə kifayət qədər təsvir olunmayıb.

Beləliklə, Şrödinger pişiyi paradoksunun Kopenhagen təfsiri qutunun açılmasından əvvəl Şrödingerin pişiyinin superpozisiya vəziyyətində olduğunu inkar edir - o, eyni zamanda canlı/ölü pişik vəziyyətində idi. Makrokosmosdakı bir pişik yalnız bir vəziyyətdə ola bilər və ola bilər.

Xülasə. Schrödinger təcrübəni tam təsvir etməmişdir. Makroskopik və kvant sistemləri düzgün deyil (daha doğrusu, birləşdirmək mümkün deyil). Kvant qanunları bizim makrosistemlərimizdə işləmir. Bu təcrübədə qarşılıqlı əlaqədə olan “pişik nüvəsi” deyil, “pişik-detektor nüvəsi” qarşılıqlı əlaqədədir. Pişik makrokosmosdan, “detektor-nüvə” sistemi isə mikrokosmosdandır. Və yalnız öz kvant dünyasında nüvə eyni anda 2 vəziyyətdə ola bilər. Bu, nüvənin detektorla ölçülməsi və ya qarşılıqlı əlaqəsi anından əvvəl baş verir. Makrokosmosunda bir pişik yalnız bir vəziyyətdə ola bilər və ola bilər. Buna görə də, yalnız ilk baxışdan görünür ki, pişiyin "diri və ya ölü" vəziyyəti qutunun açılması anında müəyyən edilir. Əslində, onun taleyi detektor və nüvə arasında qarşılıqlı əlaqə anında müəyyən edilir.

Yekun xülasə."Detektor-nüvə-pişik" sisteminin vəziyyəti insanla - qutunun arxasındakı müşahidəçi ilə deyil, detektor - nüvənin arxasındakı müşahidəçi ilə bağlıdır.

vay. Demək olar ki, beyni yuyuldu! Ancaq paradoksun açarını anlamaq necə də xoşdur! Köhnə bir şagirdin müəllim haqqında zarafatında olduğu kimi: “Deyəndə özüm başa düşdüm!”.

Sheldonun Schrödinger's Cat paradoksunun şərhi

İndi arxanıza oturub Sheldonun Schrödingerin düşüncə təcrübəsinin son şərhini dinləyə bilərsiniz. Onun təfsirinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, insanlar arasında münasibətlərdə tətbiq oluna bilər. Başa düşmək yaxşı münasibət kişi və qadın arasında və ya pis - qutunu açmaq lazımdır (bir tarixə getmək). Və bundan əvvəl, onlar eyni zamanda həm yaxşı, həm də pisdirlər.

Yaxşı, bu "şirin eksperiment"i necə bəyənirsiniz? Bizim dövrümüzdə Şrödinger pişiklə bu cür qəddar düşüncə təcrübələrinə görə heyvan hüquqları müdafiəçiləri tərəfindən cəzalandırılardı. Və ya bəlkə pişik yox, Şrödingerin pişiyi idi?! Yazıq qız, bu Şrodinqerdən əziyyət çəkdi (((

Növbəti postlarda görüşənədək!

hamıya arzu edirəm yaxşı gününüz olsun və axşamınız xeyir!

P.S. Fikirlərinizi şərhlərdə paylaşın. Və suallar verin.

P.S. Bloqa abunə olun - abunə forması məqalənin altında yerləşir.

1935-ci ildə böyük fizik, Nobel mükafatı laureatı və kvant mexanikasının banisi Ervin Şrödinger özünün məşhur paradoksunu formalaşdırdı.

Alim təklif edib ki, filan pişiyi götürüb “cəhənnəm maşını” olan qeyri-şəffaf polad qutuya yerləşdirsən, bir saatdan sonra o, eyni anda diri və ölü olacaq. Qutudakı mexanizm belədir: Geiger sayğacının içərisində bir saat ərzində yalnız bir atoma parçalana bilən mikroskopik miqdarda radioaktiv material var; bu halda eyni ehtimalla çürüməyə bilər. Əgər çürümə baş verərsə, onda qolu mexanizmi işləyəcək və çəkic hidrosiyanik turşu ilə gəmini qıracaq və pişik öləcək; çürümə yoxdursa, o zaman gəmi toxunulmaz qalacaq və pişik sağ və sağlam olacaq.

Söhbət pişik və qutudan yox, atomaltı hissəciklər dünyasından getsəydi, o zaman alimlər pişiyin eyni anda həm diri, həm də ölü olduğunu söyləyərdilər, lakin makrokosmosda bu nəticə düzgün deyil. Bəs niyə biz daha çox şeyə gəldikdə belə anlayışlarla işləyirik? kiçik hissəciklər məsələ?

Schrödinger-in illüstrasiyasıdır ən yaxşı nümunə kvant fizikasının əsas paradoksunu təsvir etmək üçün: onun qanunlarına görə elektronlar, fotonlar və hətta atomlar kimi hissəciklər eyni anda iki vəziyyətdə mövcuddur (“diri” və “ölü”, əgər çoxdan əziyyət çəkən pişiyi xatırlayırsınızsa) . Bu vəziyyətlərə superpozisiyalar deyilir.

Arkanzas Universitetindən (Arkanzas Dövlət Universiteti) amerikalı fizik Art Hobson (Art Hobson) bu paradoksa öz həllini təklif etdi.

"Kvant fizikasında ölçmələr mikroskopik sistemlərin - atomların, fotonların və elektronların kvant vəziyyətini təyin edən Geiger sayğacı kimi müəyyən makroskopik cihazların işləməsinə əsaslanır. Kvant nəzəriyyəsi o deməkdir ki, əgər mikroskopik sistemi (hissəciyi) ikisini fərqləndirən bəzi makroskopik cihaz müxtəlif dövlətlər sistem, onda cihaz (məsələn, Geiger sayğacı) kvant dolanışığı vəziyyətinə düşəcək və eyni zamanda iki superpozisiyada olacaq. Lakin bu hadisəni birbaşa müşahidə etmək mümkün deyil, bu da onu qəbuledilməz edir”, - fizik deyir.

Hobson deyir ki, Şrödinger paradoksunda pişik radioaktiv nüvəyə qoşulmuş makroskopik cihaz, Geiger sayğacı rolunu oynayır və bu nüvənin çürümə və ya “çürüməməsi” vəziyyətini müəyyən edir. Bu halda diri pişik “çürüməmə”nin, ölü pişik isə çürümənin göstəricisi olardı. Lakin kvant nəzəriyyəsinə görə, pişik də nüvə kimi, həyat və ölümün iki superpozisiyasında olmalıdır.

Əvəzində, fizikin fikrincə, pişiyin kvant vəziyyəti atomun vəziyyəti ilə qarışmalıdır, bu da onların bir-biri ilə “qeyri-yerli əlaqə”də olması deməkdir. Yəni bir-birinə qarışmış cisimlərdən birinin vəziyyəti birdən-birə əksinə dəyişərsə, onun cütlüyünün vəziyyəti də bir-birindən nə qədər uzaq olsa da, eyni şəkildə dəyişəcək. Bununla da Hobson bu kvant nəzəriyyəsinə istinad edir.

"Kvant dolaşıqlığı nəzəriyyəsində ən maraqlısı odur ki, hər iki hissəciyin vəziyyətində dəyişiklik bir anda baş verir: heç bir işıq və ya elektromaqnit siqnalının məlumatı bir sistemdən digərinə ötürməyə vaxtı olmayacaq. Beləliklə, deyə bilərik ki, bu, bir sistemdir. cisim, aralarındakı məsafə nə qədər böyük olursa olsun, iki hissəyə bölünür”, Hobson izah edir.

Schrödinger'in pişiyi artıq həm diri, həm də ölü deyil. Çürümə baş verərsə ölüdür, çürümə olmazsa diridir.

Əlavə edirik ki, bu paradoksa oxşar həllər son otuz ildə daha üç qrup alim tərəfindən təklif edilsə də, onlar ciddi qəbul edilməyib və geniş elmi dairələrdə diqqətdən kənarda qalıb. Hobson qeyd edir ki, kvant mexanikasının paradokslarının həlli, ən azı nəzəri cəhətdən, onun dərindən başa düşülməsi üçün mütləq zəruridir.

Utandığım üçün etiraf etmək istəyirəm ki, mən bu ifadəni eşitmişəm, lakin onun nə demək olduğunu və ən azı hansı mövzuda işlədildiyini heç bilmirdim. Bu pişik haqqında internetdə oxuduqlarımı sizə deyim... -

« Shroedinger pişiyi”- bu, həm də Nobel mükafatı laureatı olan məşhur avstriyalı nəzəri fizik Ervin Şrödingerin məşhur düşüncə təcrübəsinin adıdır. Alim bu uydurma təcrübənin köməyi ilə atomaltı sistemlərdən makroskopik sistemlərə keçiddə kvant mexanikasının natamamlığını göstərmək istəyib.

Erwin Schrödinger-in orijinal məqaləsi 1935-ci ildə nəşr edilmişdir. Orada eksperiment istifadə edərək təsvir edilmiş və ya hətta fərdiləşdirilmişdir:

Siz həmçinin burlesque kifayət qədər olan hallarda inşa edə bilərsiniz. Qoy bir pişiyi polad kameraya və aşağıdakı şeytani maşınla (pişiyin müdaxiləsindən asılı olmayaraq) kilidləsinlər: Geiger sayğacının içərisində kiçik miqdarda radioaktiv material var, o qədər kiçik ki, bir atomda yalnız bir atom çürüyə bilər. saat, lakin eyni ilə ehtimal dağılmaya bilər - bu baş verərsə, oxu borusu boşaldılır və konus hidrokyan turşusu ilə parçalanan çəkici endirən bir röle işə salınır.

Bütün bu sistemi bir saat öz ixtiyarına buraxsaq, atom çürümədikcə, bu müddətdən sonra pişik canlı olacaq deyə bilərik. Bir atomun ilk çürüməsi pişiyi zəhərləyəcəkdi. Bütövlükdə sistemin psi-funksiyası bunu öz içində qarışdırmaqla və ya diri və ölü pişiyi (ifadəsini bağışla) bərabər nisbətdə ləkələməklə ifadə edəcəkdir. Belə hallarda tipik olan, əvvəlcə atom dünyası ilə məhdudlaşan qeyri-müəyyənliyin birbaşa müşahidə ilə aradan qaldırıla bilən makroskopik qeyri-müəyyənliyə çevrilməsidir. Bu, bizim sadəlövhcəsinə “bulanıqlıq modeli”ni reallığı əks etdirən qəbul etməyimizə mane olur. Bu, özlüyündə qeyri-müəyyən və ya ziddiyyətli bir şey demək deyil. Qeyri-səlis və ya diqqət mərkəzində olmayan fotoşəkil ilə bulud və ya duman çəkilişi arasında fərq var.

Başqa sözlə:

Bir qutu və bir pişik var. Qutuda radioaktiv atom nüvəsi və zəhərli qaz konteyneri olan mexanizm var. Təcrübə parametrləri elə seçilir ki, nüvənin 1 saat ərzində parçalanması ehtimalı 50% olsun. Əgər nüvə parçalanırsa, qaz qabı açılır və pişik ölür. Nüvənin parçalanması baş verməzsə, pişik canlı və sağlam qalır.
Pişiyi qutuya bağlayırıq, bir saat gözləyirik və özümüzdən soruşuruq: pişik sağdır, yoxsa ölü?
Kvant mexanikası, sanki, atom nüvəsinin (və deməli, pişiyin) hamısında olduğunu söyləyir. mümkün dövlətlər eyni vaxtda (bax kvant superpozisiya). Qutunu açmamışdan əvvəl “pişik nüvəsi” sistemi 50% ehtimalla “nüvə çürüdü, pişik öldü” vəziyyətində və “nüvə çürüməyib, pişik sağdır” vəziyyətindədir. 50% ehtimalı ilə. Məlum olur ki, qutuda oturan pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür.
Müasir Kopenhagen təfsirinə görə, pişik hələ də heç bir ara dövlət olmadan diri / ölüdür. Və nüvənin çürümə vəziyyətinin seçimi qutunun açıldığı anda deyil, hətta nüvə detektora daxil olduqda baş verir. Çünki “pişik-detektor-nüvə” sisteminin dalğa funksiyasının azalması qutunun insan müşahidəçisi ilə deyil, nüvənin detektor-müşahidəçisi ilə bağlıdır.

Kvant mexanikasına görə, əgər atomun nüvəsi müşahidə edilmirsə, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin qarışığı ilə təsvir olunur - çürümüş nüvə və çürüməmiş nüvə, buna görə də qutuda oturan və atomun nüvəsini təcəssüm etdirən bir pişik. eyni anda həm diri, həm də ölüdür. Əgər qutu açılırsa, onda eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görə bilər – “nüvə parçalanıb, pişik ölüb” və ya “nüvə parçalanmayıb, pişik sağdır”.

İnsan dilində mahiyyət: Schrödinger təcrübəsi göstərdi ki, kvant mexanikası nöqteyi-nəzərindən pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür, bu ola bilməz. Beləliklə, kvant mexanikasında əhəmiyyətli çatışmazlıqlar var.

Sual belədir: sistem nə vaxt iki dövlətin qarışığı kimi mövcud olmağı dayandırır və konkret birini seçir? Təcrübənin məqsədi dalğa funksiyasının hansı şəraitdə dağıldığını və pişiyin ya öldüyünü, ya da sağ qaldığını, lakin hər ikisinin qarışığı olmaqdan çıxdığını müəyyən edən bəzi qaydalar olmadan kvant mexanikasının natamam olduğunu göstərməkdir. Pişiyin mütləq ya diri, ya da ölü olması lazım olduğu aydın olduğundan (həyat və ölüm arasında aralıq vəziyyət yoxdur), bu, atom nüvəsi üçün də eyni olacaq. O, mütləq ya çürümüş, ya da çürüməmiş olmalıdır ().

Schrödingerin düşüncə təcrübəsinin başqa bir ən son şərhi "Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi" serialının qəhrəmanı Şeldon Kuperin hekayəsidir (" böyük partlayış Nəzəriyyə"), daha az təhsilli qonşu Penniyə söylədi. Sheldonun hekayəsinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, Şrödingerin pişiyi anlayışı insanlar arasındakı münasibətlərə tətbiq oluna bilər. Kişi və qadın arasında nə baş verdiyini, onların arasında hansı münasibət olduğunu anlamaq üçün: yaxşı və ya pis, sadəcə qutunu açmaq lazımdır. O vaxta qədər münasibətlər həm yaxşı, həm də pis olur.

Aşağıda Sheldon və Peny arasındakı Big Bang Theory dialoqunun video klipi var.

Şrodinqerin təsviri kvant fizikasının əsas paradoksunu təsvir etmək üçün ən yaxşı nümunədir: onun qanunlarına görə, elektronlar, fotonlar və hətta atomlar kimi hissəciklər eyni anda iki vəziyyətdə ("-canlı" - və "-ölü") mövcuddur. - səbirli pişiyi xatırlayırsınızsa). Bu dövlətlər adlanır.

Arkanzas Universitetindən (Arkanzas Dövlət Universiteti) amerikalı fizik Art Hobson () bu paradoksa öz həllini təklif etdi.

“-Kvant fizikasında ölçmələr mikroskopik sistemlərin - atomların, fotonların və elektronların kvant vəziyyətini təyin edən Geiger sayğacı kimi müəyyən makroskopik cihazların işinə əsaslanır. Kvant nəzəriyyəsi o deməkdir ki, əgər siz mikroskopik sistemi (hissəciyi) sistemin iki müxtəlif vəziyyətini fərqləndirən bəzi makroskopik cihaza bağlasanız, o zaman cihaz (məsələn, Geiger sayğacı) kvant dolaşıqlığı vəziyyətinə düşəcək və eyni zamanda iki superpozisiyada. Lakin bu hadisəni birbaşa müşahidə etmək mümkün deyil, bu da onu qəbuledilməz edir”, - fizik deyir.

Hobson deyir ki, Şrödinger paradoksunda pişik radioaktiv nüvəyə qoşulmuş makroskopik cihaz, Geiger sayğacı rolunu oynayır, bu nüvənin çürümə və ya “-çürüməməsi” vəziyyətini müəyyən edir. Bu halda diri pişik "-çürüməz"-in, ölü pişik isə çürümənin göstəricisi olacaq. Lakin kvant nəzəriyyəsinə görə, pişik də nüvə kimi, həyat və ölümün iki superpozisiyasında olmalıdır.

Bunun əvəzinə, fizikin fikrincə, pişiyin kvant vəziyyəti atomun vəziyyəti ilə qarışmalıdır, bu da onların bir-biri ilə “qeyri-yerli əlaqədə” olması deməkdir. Yəni bir-birinə qarışmış cisimlərdən birinin vəziyyəti birdən-birə əksinə dəyişərsə, onun cütlüyünün vəziyyəti də bir-birindən nə qədər uzaq olsa da, eyni şəkildə dəyişəcək. Bununla da Hobson bu kvant nəzəriyyəsinə istinad edir.

“Kvant dolaşıqlığı nəzəriyyəsində ən maraqlısı odur ki, hər iki hissəciyin vəziyyətində dəyişiklik dərhal baş verir: heç bir işıq və ya elektromaqnit siqnalının məlumatı bir sistemdən digərinə ötürməyə vaxtı olmayacaq. Beləliklə, aralarındakı məsafənin nə qədər böyük olmasından asılı olmayaraq, bu, fəzaya görə iki hissəyə bölünmüş bir obyekt olduğunu söyləyə bilərsiniz”, - Hobson izah edir.

Schrödinger'in pişiyi artıq həm diri, həm də ölü deyil. Çürümə baş verərsə ölüdür, çürümə olmazsa diridir.

Əlavə edirik ki, bu paradoksa oxşar həllər son otuz ildə daha üç qrup alim tərəfindən təklif edilsə də, onlar ciddi qəbul edilməyib və geniş elmi dairələrdə diqqətdən kənarda qalıb. Hobson, kvant mexanikasının paradokslarının ən azı nəzəri cəhətdən həllinin onun dərindən başa düşülməsi üçün mütləq zəruri olduğunu söylədi.

Şrödinger

Və bu yaxınlarda NƏZƏRİYYƏ QRAVITİNQİN ŞROEDİNQERİN PİŞİYİNİ NECƏ ÖLDÜRÜŞÜNÜ İZAH ETDİ, lakin bu, artıq daha mürəkkəbdir...-

Bir qayda olaraq, fiziklər bu fenomeni izah edirlər ki, superpozisiya hissəciklər aləmində mümkündür, lakin pişiklər və ya digər makro obyektlər ilə qeyri-mümkündür. mühit. Kvant obyekti bir sahədən keçəndə və ya təsadüfi hissəciklərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, dərhal yalnız bir vəziyyəti qəbul edir - sanki ölçülür. Elm adamlarının hesab etdiyi kimi, superpozisiya beləcə çökür.

Ancaq superpozisiya vəziyyətində olan makroobyekti digər hissəciklər və sahələrlə qarşılıqlı təsirdən müəyyən şəkildə təcrid etmək mümkün olsa belə, o, gec-tez vahid bir vəziyyətə düşəcək. Ən azından, bu, Yerin səthində baş verən proseslərə aiddir.

“Ulduzlararası kosmosda bir yerdə, bəlkə də bir pişiyin şansı olardı, amma Yerdə və ya hər hansı bir planetin yaxınlığında bu, çox az ehtimaldır. Bunun səbəbi isə cazibə qüvvəsidir "deyə Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzindən yeni tədqiqatın aparıcı müəllifi İqor Pikovski () izah edir.

Pikovski və Vyana Universitetindən olan həmkarları iddia edirlər ki, cazibə qüvvəsi makroobyektlərin kvant superpozisiyalarına dağıdıcı təsir göstərir və buna görə də biz makrokosmosda belə hadisələri müşahidə etmirik. Yeri gəlmişkən, yeni fərziyyənin əsas konsepsiyası bədii film"-Ulduzlararası"-.

Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi bildirir ki, son dərəcə böyük bir cisim onun yaxınlığında məkan-zamanı əyəcək. Vəziyyəti daha kiçik səviyyədə nəzərə alsaq, deyə bilərik ki, Yer səthinə yaxın yerləşdirilən bir molekul üçün zaman planetimizin orbitində olan bir molekula nisbətən bir qədər yavaş gedəcək.

Cazibə qüvvəsinin məkan-zaman üzərindəki təsiri səbəbindən bu təsirə düşən molekul öz mövqeyində sapma yaşayacaqdır. Bu da öz növbəsində onun daxili enerjisinə - zamanla dəyişən molekuldakı hissəciklərin vibrasiyasına da təsir etməlidir. Əgər molekul iki yerin kvant superpozisiya vəziyyətinə gətirilərsə, o zaman mövqe və daxili enerji arasındakı əlaqə tezliklə molekulu kosmosdakı iki mövqedən yalnız birini “seçməyə” məcbur edər.

Pikovski izah edir: "Əksər hallarda dekoherens fenomeni xarici təsirlə əlaqələndirilir, lakin bu halda hissəciklərin daxili vibrasiyası molekulun özünün hərəkəti ilə qarşılıqlı əlaqədə olur".

Bu təsir hələ müşahidə olunmayıb, çünki digər dekoherens mənbələri, məsələn maqnit sahələri, termal radiasiya və vibrasiyalar daha güclü olur və kvant sistemlərinin cazibə qüvvəsindən çox əvvəl dağılmasına səbəb olur. Lakin eksperimentçilər qeyd olunan fərziyyəni sınamağa çalışırlar.

Bənzər bir quraşdırma, cazibə qüvvəsinin kvant sistemlərini məhv etmək qabiliyyətini yoxlamaq üçün də istifadə edilə bilər. Bunun üçün şaquli və üfüqi interferometrləri müqayisə etmək lazım gələcək: birincidə, müxtəlif "-yüksəkliklərdə" - yollarda zamanın genişlənməsi səbəbindən superpozisiya tezliklə yox olacaq, ikincisində isə kvant superpozisiya ola bilər. qorunub saxlanılmışdır.

mənbələr

http://4brain.ru/blog/%D0%BA%D0%BE%D1%82-%D1%88%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0% B3%D0%B5%D1%80%D0%B0-%D1%81%D1%83%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1% 82%D1%8B%D0%BC%D0%B8-%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8/

http://www.vesti.ru/doc.html?id=2632838

Burada bir az daha yaxın elmi var: məsələn, və burada. Əgər artıq bilmirsinizsə, bunun nə olduğunu oxuyun. Və nə olduğunu öyrənirik