Wat is Schrödinger se kat?

'Schrödinger se kat' is een van daardie frases wat elke nou en dan in gesprek uitgerol word. Tog vir diegene wat nog nooit 'n student van fisika was nie, of ten minste Sheldon se verduideliking oor die Oerknal-teorie gehoor het, is dit dalk nie duidelik wat dit beteken nie. Die kort antwoord is dat Schrödinger se kat die naam is van 'n bekende gedagte-eksperiment wat die eerste keer deur die fisikus, Erwin Schrodinger, voorgehou is. Die lang antwoord en bron van een van die belangrikste debatte in fisika nooi ons om die bisarre domein van kwantummeganika te betree om dalk ons ​​aannames oor die werklikheid te heroorweeg.

Wie was Erwin Schrödinger?

Erwin Schrödinger is op 12 Augustus 1887 in Wene, hoofstad van Oostenryk-Hongarye, gebore. Erwin se pa, Rudolph Schrödinger, was 'n plantkundige en eienaar van 'n oliedoekfabriek. Sy ma, Georgine, was die dogter van Rudolph se chemieprofessor. Erwin, 'n enigste kind, is as 'n Lutheraan grootgemaak en het privaat tuis opgevoed tot die ouderdom van 11. Erwin het van jongs af uitgeblink in taal, wiskunde en fisika.

Schrödinger se onderwys

Schrödinger het by die Universiteit van Wene ingeskryf en fisika gestudeer. Hy is sterk beïnvloed deur mede-fisici Franz Exner, 'n pionier van die veld, en Fritz Hasenohrl, later Hoof van Teoretiese Fisika. Schrödinger is met sy Ph.D. in 1910. Hy is opgestel en na Italië gestuur as 'n artillerie-offisier in 1914. Schrodinger was gelukkiger as sy kollega en mentor, Hasenohrl, wat in 1915 deur 'n granaat vermoor is. Hy het die oorlog oorleef, hy het fakulteitsposte by verskeie universiteite beklee voordat hy getrou het Annemarie Bertel in 1920.

Schrödinger se vergelyking

In 1921 het Schrödinger 'n professor aan die Universiteit van Zürich geword, en dit het duidelik geword dat hy nuwe idees op die gebied van atoomfisika gehad het. In reaksie op teorieë dat die beweging van elektrone binne 'n atoom as 'n golf beskryf kan word, het Schrödinger die nodige wiskundige bewys gelewer met sy Golfteorie-vergelyking van 1926. Daar word gesê dat die vonk van kreatiwiteit tydens 'n vurige verhouding met 'n ou Weener gekom het. vriendin.

Die geboorte van kwantummeganika

Schrödinger se vergelyking het 'n robuuste beskrywing van die gedrag en beweging van atome verskaf. Deur hul beweging aan 'n waarskynlike golf toe te skryf, kan die posisie en toestand van 'n atoom statisties behandel word. Totdat 'n direkte meting geneem is, is gesê dat die atoom in 'n toestand van superposisie is. Volgens die Kopenhagen-interpretasie het dit beteken dat dit op alle plekke gelyktydig beskou kon word. Die sleutelvraag vir fisici, was Golfteorie bloot 'n gerieflike wiskundige hulpmiddel of het dit iets fisies werklik beskryf? Waar was die atoom, regtig?

'n Borsel met Einstein en Nazi's

In 1927 het Schrödinger saam met sy vrou na die Friedrich Wilhelm Universiteit van Berlyn verhuis. Hier het hy elmboë met Albert Einstein gevryf. Terwyl hy voortgegaan het om belangrike en innoverende navorsing daar te doen, het hy toenemend bekommerd geraak oor die groeiende anti-Semitiese atmosfeer in Duitsland. Na die voorbeeld van Einstein, het hy in 1937 Duitsland verlaat en na Engeland verhuis en 'n pos by Oxford aanvaar. Kort daarna is die 1933 Nobelprys in Fisika aan hom toegeken.

Schrödinger se kat

Ten spyte van sy deurslaggewende rol in die skep van golfteorie, was Shrödinger nooit gemaklik met die implikasies daarvan nie. Soos baie fisici kon hy nie kwantumonsekerheid op atoomvlak met ons alledaagse ervaring van die werklikheid versoen nie. In die wêreld wat ons sien, het mense en voorwerpe 'n definitiewe plek en toestand, of ons dit nou waarneem of nie. Om hierdie teenstrydigheid uit te lig, het hy 'n gedagte-eksperiment geformuleer wat 'n kat in 'n verseëlde boks, 'n radioaktiewe stof en 'n Geiger-teller behels het om die stof se verval te meet.

Gedurende een uur sou daar 'n 50% kans wees dat die radioaktiewe materiaal sou verval en 'n enkele atoom uitstraal. As dit gebeur, sal die Geiger-teller dit opspoor en 'n aflos aktiveer wat 'n hamer 'n fles suur sal laat slaan. Die suur sou in die boks vrygelaat word, wat die kat doodmaak. Die vraag was, is die kat lewendig of dood?

Die paradoks van Schrödinger se kat

Vanuit 'n kwantummeganiese perspektief word gesê dat die kat in 'n gesuperponeerde toestand is, met 'n gelyke waarskynlikheid om óf dood óf lewend te wees. Die toestand van die kat word slegs bepaal wanneer dit gemeet of waargeneem word. Dit het absurd gelyk, het Schrödinger geskryf, want die kat moet sekerlik die een of die ander wees, of 'n waarnemer besluit om te kyk of nie. Tog is dit presies hoe atome blykbaar optree. Deur die lot van die kat te koppel aan die fluktuasies van atoomkerne, het Shrödinger die sentrale probleem van die Kopenhagen-interpretasie van kwantummeganika gedemonstreer.

wat om op jou 30ste verjaardag te doen

Bedenkings en spyt

Nodeloos om te sê, toe hy gevra is wat hy dink oor die Kopenhagen-interpretasie van sy golfteorie, het Shrödinger gesê: 'Ek hou nie daarvan nie, en ek is jammer dat ek ooit iets daarmee te doen gehad het.' Schrodinger sou voortgaan om vir jare met sy tydgenote te redeneer oor die betekenis van sy eie eksperiment.

Het Schrödinger ooit 'n kat besit?

Gewilde gerug is dat Schrödinger op 'n stadium gedurende die 1930's moontlik 'n kat met die naam Milton by sy huis in Oxford besit het. Gelukkig, ten spyte van die verskaffing van 'n bietjie inspirasie aan sy eienaar, is daar geen bewyse dat Schreilanddinger se kat is ooit in 'n boks met 'n fles suur gesit.

Nalatenskap

Schrödinger is op 4 Januarie 1961 in dieselfde stad waarin hy gebore is, Wene, oorlede. Teen die tyd van sy dood het beide hy en sy teoretiese kat 'n onuitwisbare merk op die wetenskap van kwantummeganika gelaat. Terwyl baie groot geeste bygedra het tot die ontwikkeling van golfteorie en die konsep van onbepaaldheid, sal slegs een vir altyd bekend staan ​​as die vader van kwantummeganika, en dit is Erwin Schrödinger.