Experimentul de gândire cunoscut sub numele de pisica lui Schrödinger este unul dintre cele mai faimoase și neînțelese concepte în mecanica cuantică. Gândindu-se profund despre aceasta, cercetătorii au ajuns la perspective spectaculoase despre realitatea fizică.
Cine a venit cu pisica lui Schrödinger?
Fizicianul austriac Erwin Schrödinger, care a ajutat la găsirea disciplinei mecanicii cuantice, a conceput pentru prima dată conundrul său felin în 1935 ca un comentariu la problemele prezentate inițial de luminatorul Albert Einstein, potrivit unui articol din Revista Quanta.
În timp ce își dezvoltă noua înțelegere a tărâmului subatomic, cei mai mulți dintre colegii lui Einstein și Schrödinger și-au dat seama că entitățile cuantice prezintă comportamente extrem de ciudate. Fizicianul danez Niels Bohr a susținut înțelegerea faptului că particulele precum electronii nu au proprietăți bine definite până nu au fost măsurate. Înainte de aceasta, particulele existau în ceea ce este cunoscut ca o superpoziție de state, cu, de exemplu, o șansă de 50% de a fi orientate „în sus” și o șansă de 50% de a fi orientate „în jos”.
Einstein, în special, nu i-a plăcut această explicație indecisă. Voia să știe cum, exact, universul știe că cineva măsoară ceva. Schrödinger a evidențiat această absurditate cu notoria sa pisică conceptuală.
Să presupunem că se construiește o contracție ciudată, Schrödinger a scris într-o lucrare din 1935 numită „Situația actuală în mecanica cuantică”. Aparatul este format dintr-o cutie cu un flacon sigilat de cianură, deasupra căruia este suspendat un ciocan fixat pe un contor Geiger, orientat către o mică bucată de uraniu ușor radioactiv. În cutie, există și un pisoi (și amintiți-vă, acesta este un experiment de gândire care nu a fost realizat niciodată).
Cutia este sigilată, iar experimentul este lăsat să funcționeze pentru o perioadă determinată de timp, poate o oră. În acea oră, uraniul, ale cărui particule se supun legilor mecanicii cuantice, are o șansă de a emite radiații care va fi apoi ridicat de contorul Geiger, care, la rândul său, va elibera ciocanul și va sparge flaconul, ucigând pisica. prin intoxicații cu cianuri.
Potrivit oamenilor precum Bohr, până când cutia este deschisă și starea pisicii este „măsurată”, va rămâne într-o superpoziție atât a celor vii, cât și a celor decedați. Oameni ca Einstein și Schrödinger s-au împiedicat de o asemenea posibilitate, care nu este în acord cu tot ceea ce ne spune experiența noastră obișnuită - pisicile sunt fie vii, fie morți, nu ambele în același timp.
"Fizica uantum nu avea o componentă importantă, o poveste despre cum se aliniază cu lucrurile din lume", a scris jurnalistul științific Adam Becker în cartea sa "Ce este real?" (Cărți de bază, 2018). „Cum dă un număr fenomenal de atomi, guvernat de fizica cuantică, care dă naștere lumii pe care o vedem în jurul nostru?”
Este adevărată pisica lui Schrödinger?
Pisica lui Schrödinger a ajuns la inima a ceea ce era bizar în ceea ce privește interpretarea lui Bohr a realității: lipsa unei linii clare de împărțire între tărâmul cuantic și cotidian. În timp ce majoritatea oamenilor consideră că oferă un exemplu în sprijinul particulelor care nu au proprietăți clar definite până când sunt măsurate, intenția inițială a lui Schrödinger a fost exact opusul de a arăta că o astfel de idee a fost nonsensivă. Cu toate acestea, timp de multe decenii, fizicienii au ignorat în mare parte această problemă, trecând la alte întrebări.
Dar începând cu anii '70, cercetătorii au putut să arate că particulele cuantice pot fi create în state care corespund întotdeauna una - alta, deci dacă una arată o orientare „sus”, cealaltă va fi „în jos” - un fenomen pe care Schrödinger l-a numit înțelegere . O astfel de lucrare a fost utilizată pentru a stabili domeniul emergent al calculului cuantic, care promite să producă mașini de calcul mult mai rapide decât tehnologiile actuale.
În 2010, fizicienii au reușit, de asemenea, să creeze o versiune din lumea reală a pisicii lui Schrödinger, deși într-un mod care nu implică felicid (aka, ucigașul pisicuței). Universitatea din California, Santa Barbara, oamenii de știință au construit un rezonator, practic o furculiță de reglare minusculă, dimensiunea pixelului de pe ecranul computerului. Au pus-o într-o superpoziție în care a fost atât oscilant, cât și nu oscilând în același timp, arătând că obiectele relativ mari pot ocupa stări cuantice bizare.
Experimentele mai recente au pus grupuri de până la 2.000 de atomi în două locuri diferite în același timp, estompând în continuare linia de divizare între microscopic și macroscopic. În 2019, cercetătorii de la Universitatea din Glasgow chiar au reușit să facă o fotografie cu fotoni încurcați folosind o cameră specială, care fotografia o imagine de fiecare dată când un foton se arăta cu partenerul său încurcat.
În timp ce fizicienii și filozofii încă nu au fost de acord cu privire la modul de a gândi despre lumea cuantică, ideile lui Schrödinger au produs multe căi fructuoase de cercetare și este probabil să continue acest lucru pentru viitorul previzibil.
