Schrödingerov paradoks mačke. Objašnjenje značenja. Schrödingerova mačka jednostavnim riječima

Ako se kutija otvori, eksperimentator mora vidjeti samo jedno specifično stanje: "jezgro je raspadnulo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

“Schrödinger’s Cat” naziv je zabavnog misaonog eksperimenta koji je, kao što ste vjerojatno već pretpostavili, izveo Schrödinger, tačnije, nobelovac za fiziku, austrijski naučnik Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

Wikipedia eksperiment definira na sljedeći način: "Mačka je stavljena u zatvorenu kutiju. Kutija sadrži mehanizam koji sadrži radioaktivno jezgro i posudu otrovnog plina. Eksperimentalni parametri su odabrani tako da je vjerovatnoća da će se jezgro raspasti za 1 sat je 50%.Ako se jezgro raspadne, pokreće mehanizam - kontejner sa gasom se otvara i mačka umire.

Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro ne posmatra, tada se njegovo stanje opisuje superpozicijom (miješanjem) dva stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji je i živa i mrtva u isto vrijeme. Ako se kutija otvori, eksperimentator mora vidjeti samo jedno specifično stanje: "jezgro je raspadnulo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

Pročitajte također :

Ispostavilo se da na kraju imamo živu ili mrtvu mačku, ali potencijalno je mačka i živa i mrtva u isto vrijeme. Stoga je Schrödinger pokušao dokazati ograničenja kvantne mehanike, ne primjenjujući određena pravila na nju.

Kopenhaška interpretacija kvantne fizike – a posebno ovaj eksperiment – ​​ukazuje da mačka stiče svojstva jedne od potencijalnih faza (živa-mrtava) tek nakon što posmatrač interveniše u proces.

Odnosno, kada određeni Schrödinger otvori kutiju, sa stopostotnom sigurnošću morat će rezati kobasice ili zvati veterinara. Mačka će sigurno biti živa ili iznenada mrtva. Ali sve dok u procesu nema posmatrača - određene osobe koja ima nesumnjive prednosti u vidu vida i, u najmanju ruku, čiste svijesti - mačka će biti u limbu "između neba i zemlje".

Drevna parabola o mački koja sama hoda poprima nove nijanse u ovom kontekstu. Bez sumnje, Schrödingerova mačka nije najprosperitetnije stvorenje u Univerzumu. Poželimo mački uspješan ishod i okrenimo se drugoj zabavan zadatak iz tajanstvenog i ponekad nemilosrdnog svijeta kvantne mehanike.

Zvuči ovako: "Kakav zvuk čuje drvo koje pada u šumi ako u blizini nema osobe koja može osjetiti ovaj zvuk?" Ovdje, za razliku od crno-bijele sudbine nesretne/srećne mačke, suočeni smo sa raznobojnom paletom spekulacija: zvuka nema/ima zvuka, kakav je, ako postoji i ako nema, zašto onda? Na ovo pitanje se ne može odgovoriti iz vrlo jednostavnog razloga - nemogućnosti izvođenja eksperimenta. Na kraju krajeva, svaki eksperiment podrazumijeva prisustvo posmatrača sposobnog da uoči i donese zaključke.

Pročitajte također :

Odnosno, nemoguće je pogoditi šta se dešava sa objektima stvarnosti oko nas u našem odsustvu. A ako se ne može uočiti, onda ne postoji. Čim napustimo prostoriju, sav njen sadržaj, zajedno sa sobom, prestaje postojati ili, tačnije, nastavlja postojati samo u potencijalu.

U isto vrijeme dolazi do požara ili poplave, krađe opreme ili nepozvanih gostiju. Štaviše, i mi postojimo u njemu, u različitim potencijalnim stanjima. Jedan šetam po sobi i zviždi glupu melodiju, drugi tužno gledam u prozor, treći razgovara sa suprugom telefonom. Čak i naši žive u njemu iznenadna smrt ili dobre vijesti u obliku neočekivanog telefonskog poziva.

Zamislite na trenutak sve mogućnosti skrivene iza vrata. Sada zamislite da je cijeli naš svijet samo skup takvih neostvarenih potencijala. Smiješno je, zar ne?

O Međutim, ovdje se postavlja logično pitanje: pa šta? Da, smiješno je, da, zanimljivo, ali šta, u suštini, ovo mijenja? Nauka o tome skromno ćuti. Za kvantnu fiziku takva saznanja otvaraju nove puteve u razumijevanju Univerzuma i njegovih mehanizama, ali za nas, ljude daleko od velikih naučnih otkrića, takve informacije izgleda nisu od koristi.

Kako ovo može biti beskorisno!? Uostalom, ako ja, smrtnik, postojim na ovom svijetu, onda ja, besmrtnik, postojim na drugom svijetu! Ako se moj život sastoji od niza neuspjeha i razočaranja, onda negdje postojim - uspješan i srećan? Zapravo, nema ničega izvan naših senzacija, kao što nema mjesta dok u njega ne uđemo. Naši organi percepcije nas samo varaju, crtajući u našem mozgu sliku svijeta koji nas „okružuje“. Ono što zapravo leži izvan nas i dalje ostaje tajna iza sedam pečata.

Uprkos činjenici da je planetarni model atoma dokazao svoju valjanost, teorija koja je postojala u to vrijeme nije mogla u potpunosti objasniti sve procese, koji su uočeni u pravi zivot. Pokazalo se da u stvarnosti, iz nekog razloga, klasična Njutnova mehanika ne funkcioniše na mikro nivou. One. model prototipa, pozajmljen iz stvarnog života, ne odgovara zapažanjima naučnika tog vremena u slučaju razmatranja atoma umjesto našeg Sunčevog sistema.

Na osnovu toga, koncept je značajno redizajniran. Postojala je takva disciplina kao kvantna mehanika. Počeci ovog pravca bili su izvanredni fizičar Erwin Schrödinger.

Koncept superpozicije

Glavni princip koji razlikuje novu teoriju je princip superpozicije. Prema ovom principu, kvant (elektron, foton ili proton) može biti u dva stanja u isto vrijeme. Ako olakšati razumevanje ovom formulacijom, dobijamo činjenicu koju je potpuno nemoguće zamisliti u našim umovima. Kvant može biti na dva mjesta u isto vrijeme.

U vrijeme svoje pojave, ova teorija je bila u suprotnosti ne samo s klasičnom mehanikom, već i sa zdravim razumom. Čak i sada obrazovana osoba daleko od fizike teško može zamisliti takvu situaciju. Na kraju krajeva, ovo shvatanje na kraju podrazumeva da on sam čitalac može biti tu i tamo sada. Upravo na taj način čovjek pokušava zamisliti prijelaz iz makrosvijeta u mikrosvijet.

Za osobu koja je navikla da iskusi djelovanje Njutnove mehanike i da sebe percipira u jednoj tački u prostoru, bilo je izuzetno teško zamisliti da se nalazi na dva mjesta odjednom. osim toga, nije bilo teorije ili obrazaca kao takvih tokom prelaska sa makro na mikro. Nije bilo razumijevanja određenih numeričkih vrijednosti i pravila.

Kako god, instrumenti tog vremena omogućili su da se jasno zabilježi ova "kvantna disonanca". Laboratorijski instrumenti su potvrdili da su formulisani postulati zaista konzistentni i da je kvant sposoban da bude u dva stanja. Na primjer, otkriven je elektronski plin oko jezgra atoma.

Na osnovu ovoga, Schrödinger je formulirao poznati koncept koji je danas poznat kao teorija mačaka. Svrha ove formulacije je bila da pokaže da postoji ogroman jaz u klasičnoj teoriji fizike koji zahtijeva dodatno proučavanje.

Shroedingerova mačka

Misaoni eksperiment o mački bio je to mačka je stavljena u zatvorenu čeličnu kutiju. Kutija je bila opremljena uređaj sa otrovnim gasom i uređaj sa atomskim jezgrom.

Na osnovu poznatih postulata, jezgro atoma može se raspasti na komponente u roku od jednog sata, ali se ne može raspasti. Shodno tome, vjerovatnoća ovog događaja je 50%.

Ako se jezgro raspadne, tada se aktivira kontrarekorder i kao odgovor na ovaj događaj oslobađa se otrovna tvar iz prethodno opisanog uređaja kojim je kutija opremljena. One. mačka umire od otrova. Ako se to ne dogodi, mačka neće umrijeti. Na osnovu 50% šanse za propadanje, mačka ima 50% šanse da preživi.

Na osnovu kvantne teorije, atom može biti u dva stanja odjednom. One. atom se i raspao i nije se raspao. To znači da je diktafon radio, razbio posudu sa otrovom i nije se raspao. Mačka je bila otrovana otrovom, a mačka nije bila otrovana otrovom u isto vrijeme.

Ali jednostavno je nemoguće zamisliti takvu sliku da je prilikom otvaranja kutije istraživač otkrio i mrtvu i živu mačku. Mačka je ili živa ili mrtva. Ovo je paradoks situacije. Nemoguće je za svest gledaoca da zamisli mrtvu-živu mačku.

Paradoks je to mačka je objekat makrokosmosa. Shodno tome, reći za njega da je živ i mrtav, tj. je u dva stanja odjednom, slično kvantu, neće biti sasvim ispravno.

Koristeći ovaj primjer, Schrödinger se posebno koncentrisao na činjenicu da ne postoje jasne paralele između makro- i mikrosvijeta. Naknadni komentari stručnjaka objašnjavaju da treba uzeti u obzir sistem detektor zračenja-mačka, a ne sistem mačka-gledač. U sistemu detektor-mačka, verovatan je samo jedan događaj.

Ako vas zanima članak na temu iz kvantne fizike, onda postoji velika vjerovatnoća da volite TV seriju “Teorija velikog praska”. Dakle, Sheldon Cooper je smislio novu interpretaciju Schrödingerov misaoni eksperiment(Video s ovim fragmentom ćete pronaći na kraju članka). Ali da bismo razumjeli Sheldonov dijalog sa njegovom susjedom Penny, prvo se okrenimo klasičnoj interpretaciji. Dakle, Schrödingerova mačka jednostavnim riječima.

U ovom članku ćemo pogledati:

• Kratka istorijska pozadina
• Opis eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom
• Rješenje paradoksa Schrödingerove mačke

Odmah dobre vijesti. Tokom eksperimenta Schrödingerova mačka nije povrijeđena. Zato što je fizičar Erwin Schrödinger, jedan od tvoraca kvantne mehanike, izveo samo misaoni eksperiment.

Prije nego što uđemo u opis eksperimenta, napravimo mali izlet u povijest.

Početkom prošlog veka naučnici su uspeli da zavire u mikrosvet. Unatoč vanjskoj sličnosti modela "atom-elektron" sa modelom "Sunce-Zemlja", pokazalo se da poznati Newtonovi zakoni klasične fizike ne funkcionišu u mikrokosmosu. Stoga se pojavila nova nauka - kvantna fizika i njena komponenta - kvantna mehanika. Svi mikroskopski objekti mikrosvijeta nazivani su kvanti.

Pažnja! Jedan od postulata kvantne mehanike je “superpozicija”. Biće nam korisno da shvatimo suštinu Schrödingerovog eksperimenta.

“Superpozicija” je sposobnost kvanta (može biti elektron, foton, jezgro atoma) da ne bude u jednom, već u više stanja u isto vrijeme ili da se istovremeno nalazi u više tačaka prostora vrijeme, ako ga niko ne gleda

To nam je teško razumjeti, jer u našem svijetu objekt može imati samo jedno stanje, na primjer, biti živ ili mrtav. A može biti samo na jednom određenom mjestu u svemiru. Možete čitati o "superpoziciji" i zapanjujućim rezultatima eksperimenata kvantne fizike U ovom članku.

Evo jednostavne ilustracije razlike između ponašanja mikro i makro objekata. Stavite loptu u jednu od 2 kutije. Jer lopta je objekt našeg makro svijeta, sa sigurnošću ćete reći: „Lopta leži samo u jednoj od kutija, dok je druga prazna.“ Ako umjesto lopte uzmete elektron, tada će biti tačna tvrdnja da je on istovremeno u 2 kutije. Ovako funkcionišu zakoni mikrosvijeta. primjer: Elektron u stvarnosti ne rotira oko jezgra atoma, već se istovremeno nalazi na svim tačkama sfere oko jezgra. U fizici i hemiji, ovaj fenomen se naziva "elektronski oblak".

Sažetak. Shvatili smo da ponašanje vrlo malog i velikog objekta podliježe različitim zakonima. Zakoni kvantne fizike i zakoni klasične fizike.

Ali ne postoji nauka koja bi opisala prelazak iz makrosveta u mikrosvet. Dakle, Erwin Schrödinger je opisao svoj misaoni eksperiment upravo da bi pokazao nepotpunost opšte teorije fizike. Želio je da Schrödingerov paradoks pokaže da postoji nauka koja opisuje velike objekte (klasična fizika) i nauka koja opisuje mikro objekte (kvantna fizika). Ali nema dovoljno nauke da se opiše prelazak sa kvantnih sistema na makrosisteme.

Opis eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom

Erwin Schrödinger je opisao misaoni eksperiment s mačkom 1935. godine. Originalna verzija opisa eksperimenta predstavljena je na Wikipediji ( Schrödingerova mačka Wikipedia).

Evo verzije opisa eksperimenta Schrödingerove mačke jednostavnim riječima:

• Mačka je stavljena u zatvorenu čeličnu kutiju.
• Schrödinger Box sadrži uređaj s radioaktivnim jezgrom i otrovnim plinom smještenim u kontejner.
• Jezgro se može raspasti u roku od 1 sata ili ne. Verovatnoća propadanja – 50%.
• Ako se jezgro raspadne, Geigerov brojač će to zabilježiti. Relej će proraditi i čekić će razbiti plinsku posudu. Schrödingerova mačka će umrijeti.
• Ako ne, onda će Schrödingerova mačka biti živa.

Prema zakonu "superpozicije" kvantne mehanike, u trenutku kada ne posmatramo sistem, jezgro atoma (a samim tim i mačka) je u 2 stanja istovremeno. Jezgro je u raspadnutom/neraspadnutom stanju. A mačka je u stanju da je živa/mrtva u isto vrijeme.

Ali sigurno znamo da ako se otvori "Šredingerova kutija", onda mačka može biti samo u jednom od stanja:

• ako se jezgro ne raspadne, naša mačka je živa
• ako se jezgro raspadne, mačka je mrtva

Paradoks eksperimenta je u tome prema kvantnoj fizici: prije otvaranja kutije, mačka je živa i mrtva u isto vrijeme, ali prema zakonima fizike našeg svijeta, to je nemoguće. Cat može biti u jednom specifičnom stanju - biti živ ili mrtav. Ne postoji mješovito stanje „mačka je živa/mrtva” u isto vrijeme.

Prije nego što dobijete odgovor, pogledajte ovu divnu video ilustraciju paradoksa eksperimenta sa Schrödingerovom mačkom (manje od 2 minute):

Rješenje paradoksa Schrödingerove mačke - Kopenhaška interpretacija

Sada rješenje. Obratite pažnju na posebnu misteriju kvantne mehanike - paradoks posmatrača. Objekt mikrosvijeta (u našem slučaju jezgro) nalazi se u nekoliko stanja istovremeno samo dok ne posmatramo sistem.

Na primjer, čuveni eksperiment sa 2 proreza i posmatračem. Kada je snop elektrona bio usmjeren na neprozirnu ploču s 2 vertikalna proreza, elektroni su na ekranu iza ploče naslikali "talasni uzorak" - vertikalne naizmjenične tamne i svijetle pruge. Ali kada su eksperimentatori htjeli da "vide" kako elektroni lete kroz proreze i postavili "posmatrača" sa strane ekrana, elektroni nisu nacrtali "talasni uzorak" na ekranu, već 2 vertikalne pruge. One. ponašao se ne kao talasi, već kao čestice.

Čini se da kvantne čestice same odlučuju koje stanje trebaju zauzeti u trenutku kada se "mjere".

Na osnovu toga, moderno kopenhagensko objašnjenje (tumačenje) fenomena "Šredingerove mačke" zvuči ovako:

Iako niko ne posmatra sistem „mačjeg jezgra“, jezgro je u isto vreme u raspadnutom/neraspadnutom stanju. Ali pogrešno je reći da je mačka živa/mrtva u isto vrijeme. Zašto? Da, zato što se kvantni fenomeni ne opažaju u makrosistemima. Bilo bi ispravnije govoriti ne o sistemu "mačja jezgra", već o sistemu "jezgro-detektor (Geigerov brojač)".

Jezgro bira jedno od stanja (raspadnuto/neraspadnuto) u trenutku posmatranja (ili merenja). Ali ovaj izbor se ne dešava u trenutku kada eksperimentator otvori kutiju (otvaranje kutije se dešava u makrosvetu, veoma daleko od sveta jezgra). Jezgro bira svoje stanje u trenutku kada udari u detektor.Činjenica je da sistem nije dovoljno opisan u eksperimentu.

Dakle, kopenhaška interpretacija paradoksa Schrödingerove mačke negira da je do trenutka otvaranja kutije, Schrödingerova mačka bila u stanju superpozicije – istovremeno je bila u stanju žive/mrtve mačke. Mačka u makrokosmosu može i postoji samo u jednom stanju.

Sažetak. Schrödinger nije u potpunosti opisao eksperiment. Nije ispravan (tačnije, nemoguće je povezati) makroskopski i kvantni sistemi. Kvantni zakoni ne važe u našim makrosistemima. U ovom eksperimentu nije “mačja jezgra” ta koja je u interakciji, već “mačka-detektor-jezgro”. Mačka je iz makrokosmosa, a sistem "detektor-jezgro" je iz mikrokosmosa. I samo u svom kvantnom svijetu jezgro može biti u dva stanja u isto vrijeme. Ovo se događa prije nego što se jezgro izmjeri ili stupi u interakciju s detektorom. Ali mačka u svom makrokosmosu može i postoji samo u jednom stanju. Zbog toga, Tek na prvi pogled se čini da je mačjino "živo ili mrtvo" stanje određeno u trenutku otvaranja kutije. Zapravo, njegova sudbina je određena u trenutku kada detektor stupi u interakciju sa jezgrom.

Završni sažetak. Stanje sistema „detektor-nukleus-mačka” NIJE povezano sa osobom – posmatračem kutije, već sa detektorom – posmatračem jezgra.

Fuj. Mozak mi je skoro počeo da ključa! Ali kako je lijepo sami shvatiti rješenje paradoksa! Kao u starom studentskom šalu o učitelju: „Dok sam pričao, shvatio sam!“

Sheldonova interpretacija Schrödingerovog paradoksa mačke

Sada možete sjediti i slušati Sheldonovu najnoviju interpretaciju Schrödingerovog misaonog eksperimenta. Suština njegovog tumačenja je da se može primijeniti u odnosima među ljudima. Razumjeti dobar odnos između muškarca i žene ili loše - trebate otvoriti kutiju (ići na spoj). A prije toga su bili i dobri i loši u isto vrijeme.

Pa, kako vam se sviđa ovaj "slatki eksperiment"? Danas bi Schrödinger dobio mnogo kazni od aktivista za prava životinja za tako brutalne misaone eksperimente s mačkom. Ili možda nije bila mačka, već Schrödingerova mačka?! Jadna cura, dovoljno je patila od ovog Schrödingera (((

Vidimo se u narednim publikacijama!

Želim svima ugodan dan i lepo veče!

P.S. Podijelite svoja razmišljanja u komentarima. I postavljajte pitanja.

P.S. Pretplatite se na blog - obrazac za pretplatu se nalazi ispod članka.

Godine 1935. veliki fizičar, nobelovac i osnivač kvantne mehanike Erwin Schrödinger formulirao je svoj poznati paradoks.

Naučnik je predložio da ako uzmete određenu mačku i stavite je u neprozirnu čeličnu kutiju s "paklenom mašinom", onda će za sat vremena biti živa i mrtva u isto vrijeme. Mehanizam u kutiji izgleda ovako: unutar Geigerovog brojača nalazi se mikroskopska količina radioaktivne supstance koja može da se raspadne na samo jedan atom za sat vremena; u isto vreme, sa istom verovatnoćom se možda neće raspasti. Ako dođe do raspadanja, tada će mehanizam poluge proraditi i čekić će razbiti posudu s cijanovodoničnom kiselinom i mačka će umrijeti; ako nema propadanja, tada će posuda ostati netaknuta, a mačka će biti živa i zdrava.

Da ne govorimo o mački i kutiji, već o svijetu subatomskih čestica, onda bi naučnici rekli da je mačka i živa i mrtva u isto vrijeme, ali u makrokosmosu takav zaključak je netačan. Pa zašto onda operišemo sa takvim konceptima kada govorimo o više male čestice stvar?

Schrödingerova ilustracija je najbolji primjer da opišem glavni paradoks kvantne fizike: prema njenim zakonima, čestice kao što su elektroni, fotoni, pa čak i atomi postoje u dva stanja u isto vrijeme („živi” i „mrtvi”, ako se sjećate napaćene mačke). Ova stanja se nazivaju superpozicije.

Američki fizičar Art Hobson sa Univerziteta u Arkanzasu (Arkansas State University) predložio je svoje rješenje ovog paradoksa.

"Mjerenja u kvantnoj fizici zasnivaju se na radu određenih makroskopskih uređaja, poput Geigerovog brojača, uz pomoć kojih se određuje kvantno stanje mikroskopskih sistema - atoma, fotona i elektrona. Kvantna teorija podrazumijeva da ako povežete mikroskopski sistema (čestica) na neki makroskopski uređaj, razlikuju dva različite države sistema, tada će uređaj (Geigerov brojač, na primjer) prijeći u stanje kvantne isprepletenosti i također se naći u dvije superpozicije istovremeno. Međutim, nemoguće je direktno posmatrati ovu pojavu, što je čini neprihvatljivom”, kaže fizičar.

Hobson kaže da u Schrödingerovom paradoksu mačka igra ulogu makroskopskog uređaja, Geigerovog brojača, spojenog na radioaktivno jezgro kako bi odredio stanje raspada ili "neraspadanja" tog jezgra. U ovom slučaju, živa mačka će biti pokazatelj „neraspadanja“, a mrtva mačka će biti pokazatelj propadanja. Ali prema kvantnoj teoriji, mačka, kao i jezgro, mora postojati u dvije superpozicije života i smrti.

Umjesto toga, prema fizičaru, kvantno stanje mačke trebalo bi da bude isprepleteno sa stanjem atoma, što znači da su u "nelokalnoj vezi" jedno s drugim. Odnosno, ako se stanje jednog od upletenih objekata iznenada promijeni u suprotno, tada će se promijeniti i stanje njegovog para, bez obzira koliko su udaljeni jedan od drugog. Radeći to, Hobson se poziva na ovu kvantnu teoriju.

"Najzanimljivija stvar u teoriji kvantne isprepletenosti je da se promjena stanja obje čestice događa trenutno: nijedan svjetlosni ili elektromagnetski signal ne bi imao vremena da prenese informaciju iz jednog sistema u drugi. Dakle, možemo reći da je ovo jedan objekt podijeljen na dva dijela prostor, bez obzira koliko je velika udaljenost između njih”, objašnjava Hobson.

Schrödingerova mačka više nije živa i mrtva u isto vrijeme. On je mrtav ako dođe do raspada, a živ ako se raspad nikada ne dogodi.

Dodajmo da su slična rješenja ovog paradoksa predložile još tri grupe naučnika u proteklih trideset godina, ali nisu shvaćena ozbiljno i ostala su nezapažena u širokim naučnim krugovima. Hobson napominje da je rješavanje paradoksa kvantne mehanike, barem teoretski, apsolutno neophodno za njeno duboko razumijevanje.

Na moju sramotu, želim da priznam da sam čuo ovaj izraz, ali nisam znao šta znači, pa čak ni na koju temu se koristi. Dozvolite mi da vam kažem šta sam pročitao na internetu o ovoj mački...

« Shroedingerova mačka“- to je naziv čuvenog misaonog eksperimenta poznatog austrijskog teorijskog fizičara Erwina Schrödingera, koji je i dobitnik Nobelove nagrade. Uz pomoć ovog fiktivnog eksperimenta, naučnik je želeo da pokaže nepotpunost kvantne mehanike u prelasku sa subatomskih sistema na makroskopske sisteme.

Originalni članak Erwina Schrödingera objavljen je 1935. U njemu je eksperiment opisan koristeći ili čak personificirajući:

Također možete konstruirati slučajeve u kojima je prilično burleska. Neka se neka mačka zatvori u čeličnu komoru sa sljedećom đavolskom mašinom (što bi trebalo biti bez obzira na intervenciju mačke): unutar Geigerovog brojača nalazi se sićušna količina radioaktivne tvari, toliko mala da se samo jedan atom može raspasti za sat vremena, ali uz isto najvjerovatnije se možda neće raspasti; ako se to dogodi, cijev za očitavanje se isprazni i relej se aktivira, otpuštajući čekić, koji razbija bocu s cijanovodoničnom kiselinom.

Ako cijeli ovaj sistem ostavimo sam sebi na sat vremena, onda možemo reći da će mačka biti živa i nakon tog vremena, sve dok se atom ne raspadne. Već prvi dezintegracija atoma otrovala bi mačku. Psi-funkcija sistema kao celine će to izraziti mešanjem ili mazanjem žive i mrtve mačke (oprostite na izrazu) u jednakim delovima. Ono što je tipično u takvim slučajevima jeste da se neizvesnost prvobitno ograničena na atomski svet transformiše u makroskopsku neizvesnost, koja se može eliminisati direktnim posmatranjem. To nas sprečava da naivno prihvatimo „model zamućenja“ kao odraz stvarnosti. Ovo samo po sebi ne znači ništa nejasno ili kontradiktorno. Postoji razlika između zamućene fotografije ili fotografije van fokusa i fotografije oblaka ili magle.

Drugim riječima:

1. Tu je kutija i mačka. Kutija sadrži mehanizam koji sadrži radioaktivno atomsko jezgro i posudu s otrovnim plinom. Eksperimentalni parametri su odabrani tako da je vjerovatnoća nuklearnog raspada za 1 sat 50%. Ako se jezgro raspadne, otvara se posuda s plinom i mačka umire. Ako se jezgro ne raspadne, mačka ostaje živa i zdrava.
2. Mačku zatvaramo u kutiju, čekamo sat vremena i postavljamo pitanje: je li mačka živa ili mrtva?
3. Čini se da nam kvantna mehanika govori da je atomsko jezgro (a samim tim i mačka) u svemu moguća stanja istovremeno (vidi kvantnu superpoziciju). Pre nego što otvorimo kutiju, sistem mačjeg jezgra je u stanju "jezgro je raspadnulo, mačka je mrtva" sa verovatnoćom od 50% i u stanju "jezgro se nije raspalo, mačka je živa" sa vjerovatnoća od 50%. Ispostavilo se da je mačka koja sjedi u kutiji i živa i mrtva u isto vrijeme.
4. Prema modernom tumačenju Kopenhagena, mačka je živa/mrtva bez ikakvih međustanja. A izbor stanja raspada jezgra se ne dešava u trenutku otvaranja kutije, već čak i kada jezgro uđe u detektor. Jer redukcija talasne funkcije sistema “mačka-detektor-nukleus” nije povezana sa ljudskim posmatračem kutije, već je povezana sa detektorom-posmatračem jezgra.

Prema kvantnoj mehanici, ako se jezgro atoma ne promatra, tada se njegovo stanje opisuje mješavinom dvaju stanja - raspadnutog jezgra i neraspadnutog jezgra, dakle, mačka koja sjedi u kutiji i personificira jezgro atoma je i živ i mrtav u isto vrijeme. Ako se kutija otvori, tada eksperimentator može vidjeti samo jedno specifično stanje - "jezgro se raspalo, mačka je mrtva" ili "jezgro se nije raspalo, mačka je živa".

Suština ljudskog jezika: Schrödingerov eksperiment je pokazao da je, sa stanovišta kvantne mehanike, mačka i živa i mrtva, što ne može biti. Stoga kvantna mehanika ima značajne nedostatke.

Pitanje je: kada sistem prestaje da postoji kao mešavina dva stanja i bira jedno određeno? Svrha eksperimenta je pokazati da je kvantna mehanika nepotpuna bez nekih pravila koja ukazuju pod kojim uvjetima se valna funkcija urušava, a mačka ili postaje mrtva ili ostaje živa, ali prestaje biti mješavina oboje. Pošto je jasno da mačka mora biti ili živa ili mrtva (ne postoji stanje između života i smrti), slično će biti i za atomsko jezgro. Mora biti ili raspadnut ili neraspadnut ().

Još jedno najnovije tumačenje Schrödingerovog misaonog eksperimenta je priča o Sheldonu Cooperu, junaku serije "Teorija velikog praska" (" Veliki prasak Teorija"), koju je predao svojoj manje obrazovanoj susjedi Penny. Poenta Sheldonove priče je da se koncept Schrödingerove mačke može primijeniti na međuljudske odnose. Da biste razumeli šta se dešava između muškarca i žene, kakav je odnos između njih: dobar ili loš, samo treba da otvorite kutiju. Do tada, veza je i dobra i loša.

Ispod je video isječak ove razmjene teorije Velikog praska između Sheldona i Penije.

Schrödingerova ilustracija je najbolji primjer za opisivanje glavnog paradoksa kvantne fizike: prema njenim zakonima, čestice kao što su elektroni, fotoni, pa čak i atomi postoje u dva stanja u isto vrijeme („živi” i „mrtvi”, ako se sjećate dugotrpeljiva mačka). Ova stanja se nazivaju.

Američki fizičar Art Hobson () sa Univerziteta u Arkanzasu (Arkansas State University) predložio je svoje rješenje ovog paradoksa.

“Mjerenja u kvantnoj fizici zasnivaju se na radu određenih makroskopskih uređaja, poput Geigerovog brojača, uz pomoć kojih se određuje kvantno stanje mikroskopskih sistema - atoma, fotona i elektrona. Kvantna teorija implicira da ako povežete mikroskopski sistem (česticu) sa nekim makroskopskim uređajem koji razlikuje dva različita stanja sistema, tada će uređaj (Geigerov brojač, na primjer) preći u stanje kvantne isprepletenosti i također se naći u dva superpozicije u isto vreme. Međutim, nemoguće je direktno posmatrati ovu pojavu, što je čini neprihvatljivom”, kaže fizičar.

Hobson kaže da u Schrödingerovom paradoksu mačka igra ulogu makroskopskog uređaja, Geigerovog brojača, spojenog na radioaktivno jezgro kako bi se odredilo stanje raspada ili „neraspadanja“ tog jezgra. U ovom slučaju, živa mačka će biti pokazatelj „neraspadanja“, a mrtva mačka će biti pokazatelj propadanja. Ali prema kvantnoj teoriji, mačka, kao i jezgro, mora postojati u dvije superpozicije života i smrti.

Umjesto toga, prema fizičaru, kvantno stanje mačke trebalo bi biti zapetljano sa stanjem atoma, što znači da su u "nelokalnoj vezi" jedno s drugim. Odnosno, ako se stanje jednog od upletenih objekata iznenada promijeni u suprotno, tada će se promijeniti i stanje njegovog para, bez obzira koliko su udaljeni jedan od drugog. Radeći to, Hobson se poziva na ovu kvantnu teoriju.

“Najzanimljivija stvar u teoriji kvantne isprepletenosti je da se promjena stanja obje čestice događa trenutno: nijedan svjetlosni ili elektromagnetski signal ne bi imao vremena da prenese informacije iz jednog sistema u drugi. Dakle, možete reći da je to jedan objekt podijeljen prostorom na dva dijela, bez obzira na to koliko je razmak između njih veliki,” objašnjava Hobson.

Schrödingerova mačka više nije živa i mrtva u isto vrijeme. On je mrtav ako dođe do raspada, a živ ako se raspad nikada ne dogodi.

Dodajmo da su slična rješenja ovog paradoksa predložile još tri grupe naučnika u proteklih trideset godina, ali nisu shvaćena ozbiljno i ostala su nezapažena u širokim naučnim krugovima. Hobsona da je rješenje paradoksa kvantne mehanike, barem teoretski, apsolutno neophodno za njeno duboko razumijevanje.

Schrödinger

Ali tek nedavno, TEORETIČARI SU OBJASNILI KAKO GRAVITACIJA UBIJA SCHRODINGEROVU MAČKU, ali ovo je još komplikovanije...-

Po pravilu, fizičari objašnjavaju fenomen da je superpozicija moguća u svijetu čestica, ali je nemoguća kod mačaka ili drugih makro objekata, smetnji od okruženje. Kada kvantni objekat prođe kroz polje ili stupi u interakciju sa slučajnim česticama, on odmah preuzima samo jedno stanje – kao da je izmjeren. Upravo na taj način se uništava superpozicija, kako su naučnici verovali.

Ali čak i kada bi nekako postalo moguće izolovati makro-objekat u stanju superpozicije od interakcija s drugim česticama i poljima, on bi prije ili kasnije zauzeo jedno stanje. Barem to vrijedi za procese koji se odvijaju na površini Zemlje.

“Negdje u međuzvjezdanom prostoru, možda bi mačka imala šansu, ali na Zemlji ili blizu bilo koje planete to je krajnje malo vjerovatno. A razlog za to je gravitacija”, objašnjava glavni autor nove studije Igor Pikovsky () iz Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku.

Pikovsky i njegove kolege sa Univerziteta u Beču tvrde da gravitacija ima destruktivan učinak na kvantne superpozicije makro-objekata, te stoga ne opažamo slične pojave u makrokosmosu. Osnovni koncept nove hipoteze, inače, jeste igrani film"-Interstellar"-.

Ajnštajnova teorija opšte relativnosti kaže da će izuzetno masivni objekat savijati prostor-vreme oko sebe. S obzirom na situaciju na manjem nivou, možemo reći da će za molekul koji se nalazi blizu površine Zemlje, vrijeme teći nešto sporije nego za molekul koji se nalazi u orbiti naše planete.

Zbog uticaja gravitacije na prostor-vreme, molekul na koji utiče ovaj uticaj će doživeti devijaciju u svom položaju. A to bi zauzvrat trebalo da utiče na njegovu unutrašnju energiju - vibracije čestica u molekulu koje se menjaju tokom vremena. Ako bi se molekul uveo u stanje kvantne superpozicije dviju lokacija, tada bi odnos između položaja i unutrašnje energije ubrzo prisilio molekul da "izabere" samo jednu od dvije pozicije u prostoru.

„U većini slučajeva, fenomen dekoherencije je povezan s vanjskim utjecajem, ali u ovom slučaju, unutarnja vibracija čestica je u interakciji s kretanjem samog molekula“, objašnjava Pikovsky.

Ovaj efekat još nije uočen, jer postoje drugi izvori dekoherencije, kao npr magnetna polja, termičko zračenje a vibracije su obično mnogo jače, uzrokujući uništenje kvantnih sistema mnogo prije gravitacije. Ali eksperimentatori nastoje provjeriti hipotezu.

Slična postavka bi se takođe mogla koristiti za testiranje sposobnosti gravitacije da uništi kvantne sisteme. Da biste to učinili, bit će potrebno usporediti vertikalne i horizontalne interferometre: u prvom će superpozicija ubrzo nestati zbog dilatacije vremena na različitim „visinama“ staze, dok u drugom može ostati kvantna superpozicija.

izvori

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

Evo malo pseudoznanstvenijeg: na primjer, i ovdje. Ako još ne znate, pročitajte o tome i šta je to. A saznaćemo šta