Paradoks Schrödingerjevega mačka. Razlaga pomena. Schrödingerjeva mačka s preprostimi besedami

Če je škatla odprta, mora eksperimentator videti samo eno specifično stanje: "jedro je razpadlo, mačka je mrtva" ali "jedro ni razpadlo, mačka je živa"

»Schrödingerjeva mačka« je ime zabavnega miselnega eksperimenta, ki ga je postavil, uganili ste, Schrödinger, oziroma Nobelov nagrajenec za fiziko, avstrijski znanstvenik Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger.

Wikipedia eksperiment definira takole: "Mačko postavimo v zaprto škatlo. Škatla vsebuje mehanizem, ki vsebuje radioaktivno jedro in posodo s strupenim plinom. Parametri eksperimenta so izbrani tako, da je verjetnost, da bo jedro razpadlo v 1 ura je 50%.Če jedro razpade, sproži mehanizem - odpre se posoda s plinom in mačka pogine.

Po kvantni mehaniki je, če jedra ne opazujemo, potem njegovo stanje opisano s superpozicijo (mešanjem) dveh stanj – razpadlega jedra in nerazpadlega jedra, zato je mačka, ki sedi v škatli, hkrati živa in mrtva. ob istem času. Če je škatla odprta, mora eksperimentator videti samo eno specifično stanje: "jedro je razpadlo, mačka je mrtva" ali "jedro ni razpadlo, mačka je živa."

Preberite tudi :

Izkazalo se je, da imamo na izhodu živo ali mrtvo mačko, v potencialu pa je mačka živa in mrtva hkrati. Tako je Schrodinger poskušal dokazati omejenost kvantne mehanike, ne da bi zanjo uporabil določena pravila.

Kopenhagenska interpretacija kvantne fizike – in še posebej ta eksperiment – ​​nakazuje, da mačka pridobi lastnosti ene od potencialnih faz (živa ali mrtva) šele, ko se v proces vmeša opazovalec.

Se pravi, ko določen Schrödinger odpre škatlo, bo moral s stoodstotno gotovostjo rezati klobase ali poklicati veterinarja. Mačka bo zagotovo živa ali nenadoma mrtva. Toda dokler v procesu ni opazovalca - določene osebe z nedvomnimi zaslugami v obliki vizije in vsaj jasne zavesti - bo mačka v visečem stanju "med nebom in zemljo".

Starodavna prilika o mački, ki hodi sama, dobi v tem kontekstu nove odtenke. Nedvomno Schrödingerjeva mačka ni najbolj uspešno bitje v vesolju. Mačku zaželimo uspešen izid zanj in se obrnimo k drugemu zabavna naloga iz skrivnostnega in včasih neusmiljenega sveta kvantne mehanike.

Sliši se takole: "Kakšen zvok oddaja drevo, ki pada v gozdu, če v bližini ni osebe, ki bi lahko zaznala ta zvok?" Tu se, v nasprotju s črno-belo usodo nesrečne / srečne mačke, soočamo z večbarvno paleto ugibanj: zvoka ni / zvok je, kaj je, če je in če je ni, zakaj potem? Na to vprašanje je nemogoče odgovoriti iz zelo preprostega razloga - nezmožnosti izvedbe poskusa. Navsezadnje vsak poskus pomeni prisotnost opazovalca, ki je sposoben zaznati in sklepati.

Preberite tudi :

To pomeni, da je nemogoče domnevati, kaj se zgodi s predmeti realnosti okoli nas v naši odsotnosti. In če ga ni mogoče zaznati, potem ne obstaja. Takoj, ko zapustimo sobo, vsa njena vsebina, skupaj s sobo samo, preneha obstajati oziroma, natančneje, obstaja še naprej samo v potencialu.

Hkrati pride do požara ali poplave, kraje opreme ali vsiljivcev. Še več, v njem tudi obstajamo, v različnih potencialnih stanjih. Eden hodim po sobi in žvižgam neumno melodijo, drugi žalostno gledam v okno, tretji se pogovarja z ženo po telefonu. Tudi naše živijo v njem nenadna smrt ali dobra novica v obliki nepričakovanega telefonskega klica.

Za trenutek si predstavljajte vse možnosti, ki se skrivajo za vrati. Zdaj pa si predstavljajte, da je naš ves svet samo skupek takih neuresničenih potencialov. Smešno, kajne?

O Toda tukaj se pojavi naravno vprašanje: kaj torej? Ja - smešno, ja - zanimivo, a kaj pravzaprav to spremeni? Znanost o tem skromno molči. Za kvantno fiziko takšno znanje odpira nove poti pri razumevanju vesolja in njegovih mehanizmov, za nas, ljudi, ki smo daleč od velikih znanstvenih odkritij, pa se zdi, da so takšne informacije neuporabne.

Kako to za nič!? Konec koncev, če jaz, smrtnik, obstajam na tem svetu, potem jaz, nesmrtni, obstajam v drugem svetu! Če je moje življenje sestavljeno iz niza neuspehov in žalosti, potem nekje obstajam - srečen in srečen? Pravzaprav zunaj naših občutkov ni ničesar, tako kot ni prostora, dokler vanj ne vstopimo. Naši organi zaznavanja nas le varajo, v možgane rišejo sliko sveta, ki nas "obdaja". Kaj je pravzaprav zunaj nas, ostaja skrivnost za sedmimi pečati.

Kljub dejstvu, da je planetarni model atoma dokazal svojo vrednost, takrat obstoječa teorija ni mogla v celoti pojasniti vseh procesov, ki so jih opazili v resnično življenje. Izkazalo se je, da v resnici iz neznanega razloga klasična Newtonova mehanika ne deluje na mikroravni. Tisti. prototip modela, izposojen iz resničnega življenja, ne ustreza opažanjem znanstvenikov tistega časa v primeru obravnave atoma namesto našega sončnega sistema.

Na podlagi tega je bil koncept bistveno spremenjen. Obstaja disciplina, kot je kvantna mehanika. Izjemni fizik Erwin Schrödinger je stal pri izvoru tega trenda.

Koncept superpozicije

Glavno načelo, ki razlikuje novo teorijo, je princip superpozicije. Po tem principu je lahko kvant (elektron, foton ali proton) hkrati v dveh stanjih. Če olajšati razumevanje to formulacijo, potem dobimo dejstvo, ki si ga je popolnoma nemogoče predstavljati v naših glavah. Kvant je lahko na dveh mestih hkrati.

V času svojega pojava je bila ta teorija v nasprotju ne le s klasično mehaniko, ampak tudi z zdravo pametjo. Tudi zdaj si izobražena oseba, daleč od fizike, težko predstavlja takšno situacijo. Konec koncev to razumevanje na koncu implicira, da on sam bralec je lahko zdaj in tu in tam. Tako si človek poskuša predstavljati prehod iz makrokozmosa v mikrokozmos.

Človek, ki je bil navajen doživljati delovanje Newtonove mehanike in se zaznavati v eni točki prostora, si je bilo izjemno težko predstavljati, da je na dveh mestih hkrati. Poleg tega kot take ni bilo teorije in vzorcev pri prehodu iz makro v mikro. Ni bilo razumevanja posebnih številčnih vrednosti in pravil.

vendar naprave tistega časa so že omogočale jasno fiksiranje te "kvantne disonance". Laboratorijske naprave so potrdile, da so formulirani postulati res konsistentni in da je kvant sposoben biti v dveh stanjih. Na primer, elektronski plin je bil posnet okoli jedra atoma.

Na podlagi tega, Schrödinger je oblikoval slavni koncept, ki je danes znan kot mačja teorija.. Namen te formulacije je bil pokazati, da obstaja velika vrzel v klasični teoriji fizike, ki zahteva nadaljnje študije.

Shroedingerjeva mačka

Miselni poskus o mački je bil to mačko so dali v zaprto jekleno škatlo. Škatla je bila opremljena naprava s strupenim plinom in naprava z jedrom atoma.

Na podlagi dobro znanih postulatov jedro atoma lahko razpade na komponente v eni uri, lahko pa tudi ne razpade. V skladu s tem je verjetnost tega dogodka 50%.

Če jedro razpade, se aktivira protiregistrator in kot odgovor na ta dogodek se iz prej opisane naprave, s katero je škatla opremljena, sprosti strupena snov. Tisti. mačka pogine zaradi strupa. Če se to ne zgodi, mačka ne umre. Na podlagi 50-odstotne možnosti razpada obstaja 50-odstotna možnost, da mačka preživi.

Na podlagi kvantne teorije, Atom je lahko v dveh stanjih hkrati. Tisti. atom je razpadel in ni razpadel. To pomeni, da je registrator deloval, zlomil posodo s strupom in ni razpadel. Mačka je bila zastrupljena s strupom, mačka pa ni bila zastrupljena s strupom hkrati.

Toda zamisliti takšno sliko, da je raziskovalec pri odprtju škatle takoj našel mrtvo in živo mačko, je preprosto nemogoče. Mačka je ali živa ali mrtva. To je paradoks situacije. Nemogoče je, da bi si gledalec zamislil mrtvo živo mačko.

Paradoks je v tem mačka je objekt makrokozmosa. V skladu s tem o njem reči, da je živ in mrtev, tj. je v dveh stanjih hkrati, podobno kot kvant, ne bo povsem pravilno.

S tem primerom Schrödinger se je osredotočil prav na dejstvo, da ni jasnih vzporednic med makro- in mikrosvetom.. Naknadni komentarji strokovnjakov jasno kažejo, da je treba upoštevati sistem detektor sevanja-mačka, ne mačka-gledalec. V sistemu detektor-mačka je verjeten le en dogodek.

Če vas zanima članek na temo kvantne fizike, potem je velika verjetnost, da obožujete serijo Teorija velikega poka. Tako je Sheldon Cooper prišel do sveže interpretacije Schrödingerjev miselni eksperiment(Video s tem fragmentom najdete na koncu članka). A da bi razumeli Sheldonov dialog s sosedo Penny, se najprej obrnemo na klasično interpretacijo. Torej Schrödingerjeva mačka s preprostimi besedami.

V tem članku si bomo ogledali:

• Kratko zgodovinsko ozadje
• Opis poskusa s Schrödingerjevo mačko
• Reševanje paradoksa Schrödingerjeve mačke

Takoj dobre novice. Med poskusom Schrödingerjeva mačka ni bila poškodovana. Ker je fizik Erwin Schrödinger, eden od tvorcev kvantne mehanike, izvedel le miselni eksperiment.

Preden se potopimo v opis eksperimenta, naredimo mini digresijo v zgodovino.

V začetku prejšnjega stoletja je znanstvenikom uspelo pogledati v mikrokozmos. Kljub zunanji podobnosti modela "atom-elektron" z modelom "Sonce-Zemlja" se je izkazalo, da Newtonovi zakoni klasične fizike, ki jih poznamo, v mikrokozmosu ne delujejo. Zato se je pojavila nova znanost - kvantna fizika in njen sestavni del - kvantna mehanika. Vsi mikroskopski predmeti mikrosveta so bili imenovani kvanti.

Pozor! Eden od postulatov kvantne mehanike je "superpozicija". Uporabno nam bo za razumevanje bistva Schrödingerjevega eksperimenta.

"Superpozicija" je sposobnost kvanta (lahko je elektron, foton, jedro atoma) ni v enem, ampak v več stanjih hkrati ali pa se nahaja na več točkah v prostoru hkrati. , če nihče ne gleda

Težko nam je to razumeti, saj ima lahko v našem svetu predmet samo eno stanje, na primer biti, ali živ, ali mrtev. In lahko je le na enem točno določenem mestu v prostoru. Preberete lahko o "superpoziciji" in osupljivih rezultatih poskusov kvantne fizike v tem članku.

Tukaj je preprosta ilustracija razlike v obnašanju mikro in makro objektov. Postavite žogo v eno od 2 škatel. Ker žoga je predmet našega makro sveta, boste z gotovostjo rekli: "Žoga leži samo v eni od škatlic, druga pa je prazna." Če namesto žoge vzamete elektron, bo trditev resnična, da je hkrati v 2 škatlah. Tako delujejo zakoni mikrosveta. primer: elektron v resnici ne kroži okoli jedra atoma, temveč se nahaja na vseh točkah krogle okoli jedra hkrati. V fiziki in kemiji se ta pojav imenuje "elektronski oblak".

Povzetek. Ugotovili smo, da se obnašanje zelo majhnega in velikega predmeta podrejata različnim zakonom. Zakoni kvantne fizike oziroma zakoni klasične fizike.

Ni pa znanosti, ki bi opisala prehod iz makrokozmosa v mikrokozmos. Tako je Erwin Schrödinger opisal svoj miselni eksperiment samo zato, da bi pokazal nepopolnost splošne teorije fizike. S Schrödingerjevim paradoksom je želel pokazati, da obstaja znanost za opisovanje velikih objektov (klasična fizika) in znanost za opisovanje mikro objektov (kvantna fizika). Ampak ni dovolj znanosti, ki bi opisala prehod iz kvantnih sistemov v makrosisteme.

Opis poskusa s Schrödingerjevo mačko

Erwin Schrödinger je leta 1935 opisal mačji miselni eksperiment. Prvotna različica opisa poskusa je predstavljena v Wikipediji ( Schrödingerjeva mačka Wikipedia).

Tukaj je različica opisa poskusa Schrödingerjeve mačke s preprostimi besedami:

• Mačka je bila postavljena v zaprto jekleno škatlo.
• V "Schrödingerjevi škatli" je naprava z radioaktivnim jedrom in strupenim plinom, nameščenim v posodi.
• Jedro lahko razpade v 1 uri ali ne. Verjetnost razpada je 50%.
• Če jedro razpade, bo to zabeležil Geigerjev števec. Rele bo deloval in kladivo bo razbilo plinsko posodo. Schrödingerjeva mačka je mrtva.
• Če ne, potem bo Schrödingerjeva mačka živa.

Po zakonu “superpozicije” kvantne mehanike je v času, ko sistema ne opazujemo, jedro atoma (in posledično mačka) v 2 stanjih hkrati. Jedro je v razpadlem/nerazpadlem stanju. In mačka je v stanju, da je hkrati živa/mrtva.

Zagotovo pa vemo, da če je "Schrödingerjeva škatla" odprta, je mačka lahko samo v enem od stanj:

• če jedro ni razpadlo, je naša mačka živa
• če je jedro razpadlo, je mačka mrtva

Paradoks eksperimenta je v tem po kvantni fiziki: preden odpreš škatlo, je mačka živa in mrtva hkrati, vendar je to po fizikalnih zakonih našega sveta nemogoče. Mačka lahko v enem določenem stanju – da je živ ali da je mrtev. Ni mešanega stanja "mačka živa/mrtva" hkrati.

Preden dobite namig, si oglejte to čudovito video ilustracijo paradoksa eksperimenta s Schrödingerjevo mačko (manj kot 2 minuti):

Reševanje paradoksa Schrödingerjevega mačka – köbenhavnska interpretacija

Zdaj pa namig. Bodite pozorni na posebno skrivnost kvantne mehanike - paradoks opazovalca. Objekt mikrosveta (v našem primeru jedro) je v več stanjih hkrati le dokler ne nadziramo sistema.

Na primer, slavni poskus z 2 režama in opazovalcem. Ko je bil elektronski žarek usmerjen na neprozorno ploščo z 2 navpičnima režama, so nato na zaslonu za ploščo elektroni narisali "valovni vzorec" - navpične izmenjujoče temne in svetle črte. Ko pa so eksperimentatorji želeli "videti", kako elektroni letijo skozi reže in so namestili "opazovalca" s strani zaslona, ​​so elektroni na zaslonu narisali ne "valovni vzorec", ampak 2 navpični črti. Tisti. se niso obnašali kot valovi, ampak kot delci.

Zdi se, da kvantni delci sami odločajo, kakšno stanje bodo zavzeli v trenutku, ko jih »izmerijo«.

Na podlagi tega zveni sodobna köbenhavnska razlaga (interpretacija) fenomena "Schrödingerjeve mačke" takole:

Medtem ko nihče ne opazuje sistema "cat-core", je jedro hkrati v stanju razpadlo/nerazpadlo. Vendar je napačno reči, da je mačka hkrati živa/mrtva. Zakaj? Da, ker kvantnih pojavov v makrosistemih ne opazimo. Bolj pravilno je govoriti ne o sistemu "mačje jedro", temveč o sistemu "jedro-detektor (Geigerjev števec)".

Jedro si v trenutku opazovanja (oz. meritve) izbere eno izmed stanj (razpadlo/nerazpadlo). Toda ta izbira se ne zgodi v trenutku, ko eksperimentator odpre škatlo (odpiranje škatle se zgodi v makrokozmosu, zelo daleč od sveta jedra). Jedro izbere svoje stanje v trenutku, ko zadene detektor. Gre za to, da sistem v poskusu ni dovolj opisan.

Tako københavnska interpretacija paradoksa Schrödingerjeve mačke zanika, da je bila pred odprtjem škatle Schrödingerjeva mačka v stanju superpozicije – bila je hkrati v stanju žive/mrtve mačke. Mačka v makrokozmosu lahko in je samo v enem stanju.

Povzetek. Schrödinger poskusa ni v celoti opisal. Ni pravilen (natančneje, nemogoče ga je povezati) makroskopski in kvantni sistem. Kvantni zakoni ne delujejo v naših makrosistemih. V tem poskusu ni medsebojno delovanje »mačje jedro«, temveč »jedro detektorja mačke«. Mačka je iz makrokozmosa, sistem "detektor-jedro" pa iz mikrokozmosa. In samo v svojem kvantnem svetu je jedro lahko v dveh stanjih hkrati. To se zgodi pred trenutkom meritve oziroma interakcije jedra z detektorjem. Mačka v svojem makrokozmosu je lahko in je samo v enem stanju. Zato, le na prvi pogled se zdi, da se stanje mačke "živa ali mrtva" določi v trenutku odpiranja škatle. Pravzaprav je njegova usoda določena v trenutku interakcije med detektorjem in jedrom.

Končni povzetek. Stanje sistema "detektor-jedro-mačka" NI povezano z osebo - opazovalcem za škatlo, temveč z detektorjem - opazovalcem za jedrom.

Fuj. Skoraj oprane možgane! Toda kako prijetno je razumeti ključ do paradoksa! Kot v stari dijaški šali o učitelju: »Ko sem pripovedoval, sem tudi sam razumel!«.

Sheldonova interpretacija Schrödingerjevega mačjega paradoksa

Zdaj se lahko usedete in poslušate Sheldonovo najnovejšo interpretacijo Schrödingerjevega miselnega eksperimenta. Bistvo njegove interpretacije je, da jo je mogoče uporabiti v odnosih med ljudmi. Razumeti dober odnos med moškim in žensko ali slabo - odpreti morate škatlo (pojdite na zmenek). In pred tem so dobri in slabi hkrati.

No, kako vam je všeč ta "ljubek eksperiment"? V našem času bi borci za pravice živali Schrödingerja kaznovali za tako brutalne miselne poskuse z mačko. Ali pa morda ni bila mačka, ampak Schrödingerjeva mačka?! Uboga deklica, trpela zaradi tega Schrodingerja (((

Se vidimo v naslednjih objavah!

Želim vsem imej lep dan in lep večer!

P.S. Delite svoje misli v komentarjih. In postavljajte vprašanja.

P.S. Naročite se na blog - obrazec za naročnino se nahaja pod člankom.

Leta 1935 je veliki fizik, Nobelov nagrajenec in utemeljitelj kvantne mehanike Erwin Schrödinger formuliral svoj slavni paradoks.

Znanstvenik je predlagal, da če vzamete določeno mačko in jo postavite v neprozorno jekleno škatlo s "peklenskim strojem", bo čez eno uro živ in mrtev hkrati. Mehanizem v škatli je naslednji: znotraj Geigerjevega števca je mikroskopska količina radioaktivnega materiala, ki lahko v eni uri razpade le na en atom; v tem primeru morda ne razpade z enako verjetnostjo. Če pride do razpada, bo vzvodni mehanizem deloval in kladivo bo razbilo posodo s cianovodikovo kislino in mačka bo umrla; če ne pride do razpada, bo posoda ostala nedotaknjena in mačka bo živa in zdrava.

Če ne bi šlo za mačko in škatlo, ampak za svet subatomskih delcev, bi znanstveniki rekli, da je mačka hkrati živa in mrtva, v makrokozmosu pa ta ugotovitev ni pravilna. Zakaj torej operiramo s takšnimi koncepti, ko gre za več majhnih delcev zadeva?

Schrödingerjeva ilustracija je najboljši primer da opišem glavni paradoks kvantne fizike: po njenih zakonih delci, kot so elektroni, fotoni in celo atomi, obstajajo v dveh stanjih hkrati ("živi" in "mrtvi", če se spomnite dolgotrpeče mačke) . Ta stanja se imenujejo superpozicije.

Ameriški fizik Art Hobson (Art Hobson) z Univerze v Arkansasu (Arkansas State University) je ponudil svojo rešitev tega paradoksa.

"Meritve v kvantni fiziki temeljijo na delovanju določenih makroskopskih naprav, kot je Geigerjev števec, ki določajo kvantno stanje mikroskopskih sistemov – atomov, fotonov in elektronov. Kvantna teorija implicira, da če mikroskopski sistem (delec) povežete z neko makroskopsko napravo, ki razlikuje dva različna stanja sistem, potem bo naprava (na primer Geigerjev števec) prešla v stanje kvantne prepletenosti in bo hkrati v dveh superpozicijah. Nemogoče pa je neposredno opazovati ta pojav, zaradi česar je nesprejemljiv,« pravi fizik.

Hobson pravi, da v Schrödingerjevem paradoksu mačka igra vlogo makroskopske naprave, Geigerjevega števca, povezanega z radioaktivnim jedrom, ki določa stanje razpada ali "nerazpada" tega jedra. V tem primeru bi bila živa mačka pokazatelj »nerazpadanja«, mrtva mačka pa indikator razpadanja. Toda po kvantni teoriji mora biti mačka, tako kot jedro, v dveh superpozicijah življenja in smrti.

Namesto tega mora biti po mnenju fizika kvantno stanje mačke prepleteno s stanjem atoma, kar pomeni, da sta med seboj v "nelokalni povezavi". To pomeni, da če se stanje enega od zapletenih predmetov nenadoma spremeni v nasprotno, se bo tudi stanje njegovega para spremenilo na enak način, ne glede na to, kako daleč sta narazen. Pri tem se Hobson sklicuje na to kvantno teorijo.

"Najbolj zanimiva stvar v teoriji kvantne prepletenosti je, da se sprememba stanja obeh delcev zgodi takoj: nobena svetloba ali elektromagnetni signal ne bi imel časa za prenos informacij iz enega sistema v drugega. Tako lahko rečemo, da je to ena predmet, razdeljen na dva dela prostora, ne glede na to, kako velika je razdalja med njima,« pojasnjuje Hobson.

Schrödingerjeva mačka ni več živa in mrtva hkrati. Mrtev je, če pride do razpada, in živ, če do razpada nikoli ne pride.

Dodajmo, da so podobne rešitve tega paradoksa v zadnjih tridesetih letih predlagale še tri skupine znanstvenikov, ki pa niso bile vzete resno in so ostale neopažene v širokih znanstvenih krogih. Hobson ugotavlja, da je rešitev paradoksov kvantne mehanike, vsaj teoretična, nujno potrebna za njeno globoko razumevanje.

Na mojo sramoto želim priznati, da sem slišal ta izraz, vendar sploh nisem vedel, kaj pomeni in vsaj na katero temo je bil uporabljen. Naj vam povem, kaj sem prebral na internetu o tej mački ... -

« Shroedingerjeva mačka”- tako se imenuje znameniti miselni eksperiment slavnega avstrijskega teoretičnega fizika Erwina Schrödingerja, ki je tudi Nobelov nagrajenec. S pomočjo tega fiktivnega eksperimenta je znanstvenik želel pokazati nepopolnost kvantne mehanike pri prehodu iz subatomskih sistemov v makroskopske sisteme.

Izvirni članek Erwina Schrödingerja je bil objavljen leta 1935. V njem je bil poskus opisan z uporabo ali celo poosebljen:

Konstruirate lahko tudi primere, v katerih je burleska dovolj. Naj bo mačka zaprta v jekleni komori skupaj z naslednjim diaboličnim strojem (ki bi moral biti neodvisen od posredovanja mačke): znotraj Geigerjevega števca je majhna količina radioaktivnega materiala, tako majhnega, da lahko samo en atom razpade v uro, vendar z enako verjetnostjo morda ne razpade - če se to zgodi, se odčitna cev izprazni in sproži se rele, ki spusti kladivo, ki razbije stožec s cianovodikovo kislino.

Če celoten sistem pustimo eno uro samega sebe, potem lahko rečemo, da bo mačka po tem času živa, dokler atom ne razpade. Prvi razpad atoma bi zastrupil mačko. Psi-funkcija sistema kot celote bo to izrazila tako, da bo v sebi zmešala ali namazala živo in mrtvo mačko (oprostite izrazu) v enakih razmerjih. V takšnih primerih je značilno, da se negotovost, ki je bila prvotno omejena na atomski svet, spremeni v makroskopsko negotovost, ki jo je mogoče odpraviti z neposrednim opazovanjem. To nam preprečuje, da bi naivno sprejeli "model zamegljenosti" kot odraz realnosti. Samo po sebi to ne pomeni nič nejasnega ali protislovnega. Obstaja razlika med nejasno ali neizostreno fotografijo in posnetkom oblaka ali megle.

Z drugimi besedami:

1. Obstaja škatla in mačka. Škatla vsebuje mehanizem, ki vsebuje radioaktivno atomsko jedro in posodo s strupenim plinom. Eksperimentalni parametri so izbrani tako, da je verjetnost jedrskega razpada v 1 uri 50 %. Če jedro razpade, se plinska posoda odpre in mačka umre. Če do razpada jedra ne pride, mačka ostane živa in zdrava.
2. Mačko zapremo v škatlo, počakamo eno uro in se vprašamo: je mačka živa ali mrtva?
3. Kvantna mehanika nam tako rekoč pove, da je atomsko jedro (in s tem mačka) v vseh možna stanja hkrati (glej kvantno superpozicijo). Preden smo odprli škatlo, je sistem “cat-core” v stanju “jedro je razpadlo, mačka je mrtva” z verjetnostjo 50% in v stanju “jedro ni razpadlo, mačka je živa” z verjetnostjo 50%. Izkazalo se je, da je mačka, ki sedi v škatli, živa in mrtva hkrati.
4. Po sodobni köbenhavnski interpretaciji je mačka še živa/mrtva brez vmesnih stanj. In izbira stanja razpada jedra se ne zgodi v trenutku odpiranja škatle, ampak tudi, ko jedro vstopi v detektor. Ker redukcija valovne funkcije sistema »mačka-detektor-jedro« ni povezana s človeškim opazovalcem škatle, ampak je povezana z detektorjem-opazovalcem jedra.

V skladu s kvantno mehaniko, če jedra atoma ne opazimo, potem je njegovo stanje opisano z mešanico dveh stanj - razpadlega jedra in nerazpadlega jedra, torej mačka, ki sedi v škatli in pooseblja jedro atoma. je živ in mrtev hkrati. Če je škatla odprta, lahko eksperimentator vidi samo eno specifično stanje - "jedro je razpadlo, mačka je mrtva" ali "jedro ni razpadlo, mačka je živa."

Bistvo v človeškem jeziku: Schrödingerjev poskus je pokazal, da je z vidika kvantne mehanike mačka hkrati živa in mrtva, kar pa ne more biti. Posledično ima kvantna mehanika precejšnje pomanjkljivosti.

Vprašanje je naslednje: kdaj sistem preneha obstajati kot mešanica dveh stanj in izbere eno konkretno? Namen eksperimenta je pokazati, da je kvantna mehanika nepopolna brez nekaterih pravil, ki določajo, pod kakšnimi pogoji se valovna funkcija sesuje in mačka bodisi postane mrtva ali ostane živa, vendar preneha biti mešanica obojega. Ker je jasno, da mora biti mačka nujno ali živa ali mrtva (med življenjem in smrtjo ni vmesnega stanja), bo to enako za atomsko jedro. Nujno mora biti razpadlo ali nerazpadlo ().

Druga najnovejša interpretacija Schrödingerjevega miselnega eksperimenta je zgodba Sheldona Cooperja, junaka televizijske serije "Teorija velikega poka" (" veliki pok Teorija«), kar je rekel manj izobraženi sosedi Penny. Bistvo Sheldonove zgodbe je, da se koncept Schrödingerjeve mačke lahko uporabi za odnose med ljudmi. Da bi razumeli, kaj se dogaja med moškim in žensko, kakšen odnos je med njima: dober ali slab, morate samo odpreti škatlo. Do takrat pa so odnosi dobri in slabi.

Spodaj je video posnetek tega dialoga med Sheldonom in Peny v Teoriji velikega poka.

Schrodingerjeva ilustracija je najboljši primer za opis glavnega paradoksa kvantne fizike: po njenih zakonih delci, kot so elektroni, fotoni in celo atomi, obstajajo v dveh stanjih hkrati ("-živi" - ​​in "-mrtvi" - če se spomnite dolgotrajne mačke). Ta stanja se imenujejo.

Ameriški fizik Art Hobson () z Univerze v Arkansasu (Arkansas State University) je predlagal svojo rešitev tega paradoksa.

“-Meritve v kvantni fiziki temeljijo na delovanju nekaterih makroskopskih naprav, kot je Geigerjev števec, ki določajo kvantno stanje mikroskopskih sistemov – atomov, fotonov in elektronov. Kvantna teorija implicira, da če povežete mikroskopski sistem (delec) z neko makroskopsko napravo, ki razlikuje med dvema različnima stanjema sistema, bo naprava (na primer Geigerjev števec) prešla v stanje kvantne prepletenosti in bo istočasno v dveh superpozicijah. Nemogoče pa je neposredno opazovati ta pojav, zaradi česar je nesprejemljiv,« pravi fizik.

Hobson pravi, da v Schrödingerjevem paradoksu mačka igra vlogo makroskopske naprave, Geigerjevega števca, povezanega z radioaktivnim jedrom, ki določa stanje razpada ali "ne-razpada" - tega jedra. V tem primeru bo živa mačka pokazatelj "-ne-razpadanja"-, mrtva mačka pa indikator razpada. Toda po kvantni teoriji mora biti mačka, tako kot jedro, v dveh superpozicijah življenja in smrti.

Namesto tega mora biti po mnenju fizika kvantno stanje mačke prepleteno s stanjem atoma, kar pomeni, da sta med seboj v »nelokalni povezavi«. To pomeni, da če se stanje enega od zapletenih predmetov nenadoma spremeni v nasprotno, se bo tudi stanje njegovega para spremenilo na enak način, ne glede na to, kako daleč sta narazen. Pri tem se Hobson sklicuje na to kvantno teorijo.

»Najbolj zanimiva stvar v teoriji kvantne prepletenosti je, da se stanje obeh delcev spremeni takoj: nobena svetloba ali elektromagnetni signal ne bi imel časa za prenos informacij iz enega sistema v drugega. Torej lahko rečemo, da gre za en predmet, ki ga prostor deli na dva dela, ne glede na to, kako velika je razdalja med njima,« pojasnjuje Hobson.

Schrödingerjeva mačka ni več živa in mrtva hkrati. Mrtev je, če pride do razpada, in živ, če do razpada nikoli ne pride.

Dodajmo, da so podobne rešitve tega paradoksa v zadnjih tridesetih letih predlagale še tri skupine znanstvenikov, ki pa niso bile vzete resno in so ostale neopažene v širokih znanstvenih krogih. Hobsona, da je rešitev paradoksov kvantne mehanike, vsaj teoretična, nujno potrebna za njeno globoko razumevanje.

Schrödinger

In prav pred kratkim so TEORETIKI RAZLOŽILI, KAKO GRAVITACIJA UBIJE SCHROEDINGERJEVO MAČKO, a to je že bolj zapleteno ...-

Fiziki pojav praviloma razlagajo tako, da je superpozicija možna v svetu delcev, nemogoča pa pri mačkah ali drugih makro objektih, motnje iz okolju. Ko gre kvantni objekt skozi polje ali v interakcijo z naključnimi delci, takoj prevzame samo eno stanje - kot da bi bil izmerjen. Tako se superpozicija zruši, kot so verjeli znanstveniki.

Toda tudi če bi bilo na nek način mogoče izolirati makroobjekt, ki je v stanju superpozicije, od interakcij z drugimi delci in polji, bi še vedno prej ali slej prevzel eno samo stanje. Vsaj to velja za procese, ki se dogajajo na površju Zemlje.

»Nekje v medzvezdnem prostoru bi morda imela mačka možnost, a na Zemlji ali v bližini katerega koli planeta je to zelo malo verjetno. In razlog za to je gravitacija, «pojasnjuje glavni avtor nove študije Igor Pikovsky () iz Centra za astrofiziko Harvard-Smithsonian.

Pikovsky in njegovi kolegi z dunajske univerze trdijo, da ima gravitacija uničujoč učinek na kvantne superpozicije makroobjektov, zato takšnih pojavov v makrokozmosu ne opazimo. Osnovni koncept nove hipoteze, mimogrede, v igrani film"-Medzvezdje"-.

Einsteinova splošna teorija relativnosti navaja, da bo izredno masiven objekt ukrivil prostor-čas v svoji bližini. Če pogledamo situacijo na nižji ravni, lahko rečemo, da bo za molekulo, ki je blizu površja Zemlje, čas tekel nekoliko počasneje kot za tisto, ki je v orbiti našega planeta.

Zaradi vpliva gravitacije na prostor-čas bo molekula, ki je pod tem vplivom, doživela odstopanje v svojem položaju. In to naj bi posledično vplivalo tudi na njeno notranjo energijo – nihanje delcev v molekuli, ki se skozi čas spreminja. Če molekulo uvedemo v stanje kvantne superpozicije dveh lokacij, potem bi razmerje med položajem in notranjo energijo kmalu prisililo molekulo, da »izbere« samo enega od dveh položajev v prostoru.

"V večini primerov je pojav dekoherence povezan z zunanjim vplivom, vendar v tem primeru interagira notranja vibracija delcev z gibanjem same molekule," pojasnjuje Pikovsky.

Ta učinek še ni bil opažen, saj drugi viri dekoherence, kot npr magnetna polja, toplotno sevanje in vibracije so ponavadi veliko močnejše in povzročijo, da se kvantni sistemi pokvarijo veliko pred gravitacijo. Toda eksperimentatorji poskušajo preveriti navedeno hipotezo.

Podobno postavitev bi lahko uporabili tudi za testiranje sposobnosti gravitacije, da uniči kvantne sisteme. Za to bo treba primerjati vertikalni in horizontalni interferometer: v prvem bo superpozicija kmalu izginila zaradi dilatacije časa na različnih "-višinah" - poteh, medtem ko bo v drugem lahko kvantna superpozicija ohranjena.

viri

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

Tukaj je malo bolj skoraj znanstveno: na primer in tukaj. Če še ne veste, preberite o tem in kaj je. In ugotovimo, kaj