Apa itu kucing Schrödinger, kucing Schrödinger, segala sesuatu tentang kucing Schrödinger, paradoks kucing Schrödinger, pengalaman Schrödinger dengan kucing, kucing dalam kotak, tidak hidup atau mati kucing, adalah kucing Schrödinger hidup, bereksperimen dengan kucing

Ini adalah kucing yang hidup dan mati pada saat yang bersamaan. Dia berutang keadaan yang tidak menguntungkan kepada pemenang Nobel dalam fisika, ilmuwan Austria Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

Bagian:

Inti dari eksperimen / paradoks

Kucing itu berada di dalam kotak tertutup, di mana terdapat mekanisme yang berisi inti radioaktif dan wadah berisi gas beracun. Sifat-sifat percobaan dipilih sedemikian rupa sehingga peluang inti hancur dalam 1 jam adalah 50%. Jika inti hancur, itu menggerakkan mekanisme, wadah gas terbuka, dan kucing mati. Menurut mekanika kuantum, jika tidak ada pengamatan yang dilakukan pada nukleus, maka keadaannya dijelaskan oleh superposisi (pencampuran) dua keadaan - nukleus yang membusuk dan nukleus yang tidak membusuk, oleh karena itu, kucing yang duduk di dalam kotak itu hidup dan mati pada waktu bersamaan.

Perlu membuka kotak - dan eksperimen hanya akan melihat satu keadaan - "inti telah membusuk, kucing mati" atau "inti tidak membusuk, kucing hidup." Tetapi sementara tidak ada pengamat dalam prosesnya, hewan kecil yang bernasib buruk itu tetap "mati".

marjinal

• Kemalangan tidak pernah datang sendiri
  Tidak hanya kesehatan penghuni berekor kotak yang diragukan, tetapi juga jenis kelaminnya: dalam percobaan aslinya, kucing Schrödinger masih seekor kucing (die Katze).
• Tidak ada kucing yang "mati"
  Penting untuk diingat bahwa eksperimen Schrödinger tidak dimaksudkan untuk membuktikan keberadaan kucing "mati" (dan, bertentangan dengan apa yang dikatakan di bagian kedua dari permainan Portal, tidak diciptakan sebagai alasan untuk membunuh kucing). Jelas, kucing itu pasti hidup atau mati, karena tidak ada keadaan peralihan.
  Pengalaman menunjukkan bahwa mekanika kuantum tidak mampu menggambarkan perilaku sistem makro (yang dimiliki kucing): tidak lengkap tanpa beberapa aturan yang menunjukkan kapan sistem memilih satu keadaan tertentu, dalam kondisi apa fungsi gelombang runtuh dan kucing tetap ada hidup atau mati. , tetapi tidak lagi menjadi campuran keduanya.

Interpretasi interpretasi Kopenhagen menyangkal bahwa sebelum membuka kotak, kucing dalam keadaan bercampur antara hidup dan mati. Beberapa percaya bahwa selama kotak tertutup, sistem berada dalam superposisi dari keadaan "inti yang membusuk, kucing mati" dan "inti yang tidak membusuk, kucing hidup", dan ketika kotak dibuka, baru kemudian fungsi gelombang runtuh. ke salah satu opsi. Lainnya - bahwa "pengamatan" terjadi ketika partikel dari nukleus memasuki detektor; Namun, sayangnya, dalam interpretasi Kopenhagen tidak ada aturan yang jelas yang mengatakan kapan ini terjadi, dan oleh karena itu interpretasi ini tidak lengkap sampai aturan seperti itu dimasukkan ke dalamnya atau tidak dikatakan bagaimana hal itu dapat diperkenalkan secara prinsip. Interpretasi Banyak Dunia Everett, tidak seperti Kopenhagen, tidak menganggap proses pengamatan sebagai sesuatu yang istimewa. Di sini kedua keadaan kucing ada, tetapi dekohere - yaitu, seperti yang dipahami penulis, kesatuan keadaan ini rusak sebagai akibat dari interaksi dengan lingkungan. Ketika pengamat membuka kotak, ia menjadi terjerat (bercampur) dengan kucing, yang menghasilkan dua keadaan pengamat, satu sesuai dengan kucing hidup dan satu lagi untuk kucing mati. Negara-negara ini tidak berinteraksi satu sama lain. Kucing sebagai pengamat yang kompeten
Penulis percaya bahwa kata yang menentukan seharusnya diserahkan kepada kucing, yang, meskipun tidak memahami satu pun belmes dalam mekanika kuantum, tentu saja yang paling menyadari kondisinya. Namun, kompetensinya sebagai pengamat, jelas menimbulkan keraguan di kalangan ilmuwan. Pengecualian adalah Hans Moravec, Bruno Marshal dan Max Tegmark, yang mengusulkan modifikasi eksperimen Schrödinger yang dikenal sebagai "bunuh diri kuantum", yang merupakan eksperimen dengan kucing dari sudut pandang kucing. Para ilmuwan mengejar tujuan untuk menunjukkan perbedaan antara interpretasi Kopenhagen dan banyak dunia tentang mekanika kuantum. Jika interpretasi multi-dunia benar, kucing, untuk menyenangkan simpatisan, menjadi Tsoi dan selalu tetap hidup, karena peserta hanya dapat mengamati hasil eksperimen di dunia tempat ia bertahan.

• Nadav Katz dari University of California dan rekan-rekannya menerbitkan hasil percobaan laboratorium di mana mereka berhasil "mengembalikan" keadaan kuantum partikel kembali, dan setelah mengukur keadaan ini. Dengan demikian, adalah mungkin untuk menyelamatkan nyawa seekor kucing, terlepas dari kondisi runtuhnya fungsi gelombang. Tidak masalah apakah dia hidup atau mati: Anda selalu dapat memenangkan kembali [link] .
• 06/03/2011 RIA Novosti melaporkan bahwa fisikawan Tiongkok mampu menciptakan delapan foton "kucing Schrodinger"[tautan] yang seharusnya berkontribusi pada pengembangan komputer kuantum masa depan

Citra dalam budaya

Mungkin tidak ada yang lebih mempopulerkan mekanika kuantum selain kucing malang itu. Bahkan orang-orang yang terjauh dari bidang pengetahuan yang kompleks ini, yang senang dengan nasib hewan kecil yang mungkin menderita, mencoba memahami seluk-beluk eksperimen, berharap tidak semuanya begitu buruk. Kucing menginspirasi seniman dan budaya populer.
Mari kita sebutkan kelebihan utamanya:

Literatur: Situasi dengan kucing Schrodinger dibahas oleh protagonis dari buku Dirk Soft's Detective Agency oleh Douglas Adams. Dalam buku Dan Simmons, Endymion, protagonis Raul Endymion menulis narasinya saat mengorbit Armagast di "kotak kucing" Schrödinger. Di sepertiga terakhir buku Robert Heinlein "The Cat Passing Through Walls", muncul Pixel kucing jahe, yang memiliki sifat kucing Schrödinger berada di dua negara bagian pada saat yang bersamaan. Dalam buku Terry Pratchett "Kucing Tanpa Bodoh", jenis yang disebut "kucing Schrödinger" dijelaskan dalam bentuk lucu, diturunkan dari kucing Schrödinger yang sama. Juga, eksperimen pemikiran ini disebutkan lebih dari sekali dalam karya Pratchett lainnya, misalnya, dalam novel Ladies and Gentlemen. Dalam cerita F. Gwinplein McIntyre "Nursing Schrödinger's Cat", salah satu karakternya adalah hewan peliharaan Schrödinger sendiri, Tibbles the cat. Di sekitar kucing ini, pada kenyataannya, aksi dari cerita lucu terungkap, dengan murah hati dibumbui dengan detail dari berbagai bidang fisika. Plot novel fiksi ilmiah Frederick Pohl The Coming of the Quantum Cats (1986) didasarkan pada gagasan interaksi Alam Semesta "tetangga". Dalam miniatur filosofis dan satir Nikolai Baytov "Kucing Schrödinger", paradoks Schrödinger terbalik: sebuah organisasi yang disebut "Liga Waktu yang Dapat Dibalik" telah memantau kucing hidup di dalam kotak selama 50 tahun tanpa gangguan, percaya bahwa sementara pengamatannya adalah sedang dilakukan - keadaan, di mana kucing tinggal, tidak boleh berubah. Dalam buku Lukyanenko "The Last Watch", karakter utama dilemparkan ke leher dengan jerat yang disebut "kucing Schrödinger", kekhasannya adalah para penyihir tidak mengerti apakah makhluk ini hidup atau tidak. Disebutkan dalam novel Greg Egan "Quarantine", dalam fantasi Christopher Stashef "Mage Healer", dalam Greg Beer (Gregory Dale Bear) dalam cerita "Schrödinger's Plague"; Penulis Polandia Sapkowski menyebutkan kucing Kodringer. Novel cyberpunk Mercy Shelley 2048 menyatakan bahwa "seorang pria dengan nama belakang yang tampak seperti file sedang meletakkan beberapa biorg malang di dalam kotak besi yang tidak berisi apa-apa selain botol racun." Puisi Svetlana Shirankova "Kucing Schrödinger" memiliki awal yang sangat menginspirasi: "Dokter Schrödinger, kucing Anda masih hidup." Layar: Dalam film Coen bersaudara, A Serious Man, seorang mahasiswa berkata kepada seorang profesor, "Saya mengerti eksperimen kucing mati," yang, tentu saja, menunjukkan sebaliknya. Dalam film "Repo Man" ("Collectors", di box office Rusia "Rippers"), karakter utama di awal film berbicara tentang seorang ilmuwan tak dikenal yang memiliki seekor kucing. Dan kucing ini dalam keadaan "... baik hidup dan mati pada saat yang sama ...". Dalam salah satu episode serial fiksi ilmiah Stargate SG-1, seekor kucing bernama Schrödinger muncul. Protagonis dari seri sci-fi Sliders juga memiliki nama kucing yang sama. Di Stargate SG-1, seekor kucing jahe bernama Schrödinger diberikan kepada alien. Kucing mati Schrödinger muncul di CSI: Las Vegas (Season 8, Episode 15: The Theory of Everything). Kucing Schrödinger juga disebutkan dalam serial TV The Big Bang Theory, di mana, sebagai jawaban atas pertanyaan seorang gadis apakah dia harus pergi berkencan, sang pahlawan menggambar analogi dengan kucing Schrödinger, yang berarti bahwa sampai Anda mencoba, Anda tidak akan tahu: "Penny, untuk mengetahui apakah kucing itu hidup atau mati, Anda perlu membuka kotaknya. Dalam serial "Bugs", peran kucing Schrödinger dimainkan oleh petunjuk Merkurius Merah di brankas jebakan. Dalam anime Jepang "Hellsing (OVA)" (juga di manga dengan nama yang sama), ada karakter manusia kucing bernama Schrödinger, yang tidak hidup atau mati, memiliki kemampuan untuk berteleportasi ("berada di mana-mana dan tidak ada"), dan sama sekali tidak bisa dibunuh. Dalam anime "To Aru Majutsu no Index", protagonis menolak usulan gadis itu untuk menamai anak kucing Schrödinger bahwa kucing tidak bisa disebut nama ini. Anime Shigofumi juga menampilkan seekor kucing bernama Schrödinger. Dalam anime dan game Jepang Umineko no naku koro ni, pengalaman digunakan dalam upaya Battler untuk membuktikan ketidakmungkinan sihir (juga digunakan adalah Bukti Iblis, Gagak Hempel, Iblis Laplace). Dalam salah satu episode Futurama Law and Oracle, Schrödinger menyembunyikan narkoba di dalam kotak dengan seekor kucing. Komik/manga: Sebuah buku komik kecil tentang kucing Schrödinger dan setan Maxwell. Dia Mati: Schrödinger of the Cat: Dan Lebih Banyak Komik di joyreactor.ru. Permainan: Ada permainan pencarian "Kembalinya Kucing Quantum". Dalam game Nethack, ada monster Quantum Mechanic, yang terkadang membawa kotak dengan kucing bersamanya. Keadaan kucing tidak ditentukan sampai saat kotak dibuka. Dalam game "Half-Life 2" ada seekor kucing di laboratorium dengan teleporter, mimpi buruk yang "masih" mengunjungi Barney. Potret kucing Schrödinger juga ditemukan dalam pembuatan ulang tahun 1998 berdasarkan Half-Life. - "Mesa Hitam" ("Mesa Hitam", sebelumnya dikenal sebagai "Mesa Hitam: Sumber"). Tautan ke tangkapan layar yang disahkan. Di setiap level Bioshock, ada kucing mati di sudut, berlabel Shrodinger. Di bagian kedua, juga dapat ditemukan - kucing beristirahat di salah satu es yang mengapung di ruangan beku dengan empat kamera pengintai di sudut-sudutnya. Kucing NPC dengan nama yang sama ditampilkan dalam RPG Jepang Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Slogan utama dari game Portal, "Kue itu bohong", adalah kesalahan dari salah satu hasil eksperimen Schrödinger, yaitu "Kucing itu hidup". Di bagian kedua permainan, kucing juga tidak dilupakan. Penyebutan eksperimen dapat ditemukan di buku aturan permainan papan Rusia Age of Aquarius. Kucing itu bahkan memiliki piring khasnya sendiri di sana - itu benar-benar kosong, jadi sepertinya tidak ada di sana. Musik: Apa yang disebut festival musik non-standar "Kucing Schrödinger", yang berlangsung di bawah slogan "Kehidupan nyata - kematian nyata - musik nyata!" dan “Apakah Kucing Schrödinger hidup atau mati? Dan kau?" Google juga melaporkan bahwa nama "Kucing Schrödinger" adalah proyek hampir musikal dari tim yang sangat kecil dari Korolev dekat Moskow. Album band Inggris Tears for Fears "Saturnine Martial and Lunatic" berisi lagu dengan nama yang sama. Band Rusia "Allein Fur" Immer juga membawakan lagu dengan nama yang sama. humor: Lelucon apa pun tentang kucing Schrödinger lucu sekaligus tidak lucu. Schrödinger dan Heisenberg berkendara di jalan raya menuju konferensi, Schrödinger mengemudi. Tiba-tiba ada pukulan dan dia menghentikan mobil. Heisenberg melihat ke jalan:
- Ya Tuhan, sepertinya aku menabrak kucing!
- Dia meninggal?
- Saya tidak bisa mengatakan dengan tepat. Schrödinger berjalan di sekitar ruangan untuk mencari anak kucing yang memiliki kotoran, dan dia duduk di dalam kotak, tidak hidup atau mati. Aneka ragam: Seniman memperhatikan kucing Schrödinger, mencoba menyampaikan ambiguitas posisinya melalui lukisan dan grafik. Juga, gambar hewan kecil ini dapat dilihat di T-shirt dan mug. Teroris yang tidak diketahui secara pasti apakah mereka hidup atau mati kadang-kadang disebut sebagai "teroris Schrödinger". Di antara tokoh-tokoh terkenal, misalnya, Yasser Arafat berada dalam kondisi ini ketika dia dalam keadaan koma sebelum kematiannya, begitu juga dengan Osama bin Laden. Menurut Absurdopedia, cat in the poke adalah versi sederhana dari eksperimen kucing Schrödinger [tautan] . Stephen Hawking memparafrasekan slogan Hans Jost "Ketika saya mendengar tentang budaya, saya mengambil pistol" sebagai berikut: "Ketika saya mendengar tentang kucing Schrödinger, tangan saya meraih pistol!" Penjelasannya adalah bahwa, seperti banyak fisikawan lainnya, Hawking berpendapat bahwa "Sekolah Kopenhagen" dari interpretasi mekanika kuantum menekankan peran pengamat secara tidak masuk akal. Sehubungan dengan dibukanya Departemen Teologi MEPHI, gambar berikut tersebar luas di jaringan:

"Kucing Schrödinger" adalah nama eksperimen pemikiran menghibur yang dibuat oleh, Anda dapat menebaknya, Schrödinger, atau lebih tepatnya, pemenang Nobel dalam fisika, ilmuwan Austria Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger. "Wikipedia" mendefinisikan eksperimen sebagai berikut: kucing Ada mekanisme di dalam kotak yang berisi inti radioaktif dan wadah berisi gas beracun.Parameter percobaan dipilih sehingga peluang inti meluruh dalam 1 jam adalah 50%.Jika inti meluruh, menentukan mekanisme bergerak - wadah dengan gas terbuka dan kucing mati.

Menurut mekanika kuantum, jika tidak ada pengamatan yang dilakukan pada nukleus, maka keadaannya dijelaskan oleh superposisi (pencampuran) dua keadaan - nukleus yang membusuk dan nukleus yang tidak membusuk, oleh karena itu, kucing yang duduk di dalam kotak itu hidup dan mati pada waktu bersamaan. Jika kotak dibuka, maka eksperimen harus melihat hanya satu keadaan tertentu: "inti telah meluruh, kucing sudah mati", atau "inti tidak meluruh, kucing hidup."

Ternyata pada output kita memiliki kucing hidup atau mati, tetapi secara potensial, kucing itu hidup dan mati pada saat yang bersamaan. Jadi, Schrodinger mencoba membuktikan keterbatasan mekanika kuantum, tanpa menerapkan aturan tertentu padanya.

Interpretasi Kopenhagen atas fisika kuantum - dan khususnya eksperimen ini - menunjukkan bahwa kucing memperoleh sifat-sifat salah satu fase potensial (hidup atau mati) hanya setelah pengamat mengganggu proses tersebut.

Artinya, ketika Schrödinger tertentu membuka kotak, dia harus memotong sosis dengan kepastian seratus persen atau memanggil dokter hewan. Kucing itu pasti akan hidup atau mati mendadak. Tetapi selama tidak ada pengamat dalam proses - orang tertentu yang memiliki keunggulan yang tidak diragukan dalam bentuk penglihatan, dan, setidaknya, kesadaran yang jernih - kucing akan berada dalam keadaan ditangguhkan "antara langit dan bumi."

Perumpamaan kuno tentang kucing yang berjalan sendiri mengambil nuansa baru dalam konteks ini. Tidak diragukan lagi, kucing Schrödinger bukanlah makhluk paling makmur di alam semesta. Mari kita doakan kucing itu mendapatkan hasil yang sukses untuknya dan beralih ke masalah menghibur lainnya dari dunia mekanika kuantum yang misterius dan terkadang tanpa ampun.

Kedengarannya seperti ini: "Suara apa yang dihasilkan oleh pohon yang tumbang di hutan jika tidak ada orang di dekatnya yang dapat merasakan suara ini?" Di sini, berbeda dengan nasib hitam dan putih kucing malang / bahagia, kita dihadapkan dengan palet spekulasi yang beraneka warna: tidak ada suara / ada suara, apa itu, jika ada, dan jika ada. tidak, lalu mengapa? Tidak mungkin menjawab pertanyaan ini karena alasan yang sangat sederhana - ketidakmungkinan melakukan eksperimen. Bagaimanapun, eksperimen apa pun menyiratkan kehadiran seorang pengamat yang mampu memahami dan menarik kesimpulan.

Penulis Argentina terkenal Julio Kartasar, seorang wakil terkemuka "realisme magis", memiliki cerita pendek tentang bagaimana perabot kantor, dibiarkan tanpa pengamat, bergerak di sekitar kantor, seolah-olah menggunakan waktu luang untuk meregangkan anggota tubuh yang "kaku".

Artinya, tidak mungkin untuk mengasumsikan apa yang terjadi pada objek-objek realitas di sekitar kita tanpa kehadiran kita. Dan jika itu tidak dapat dirasakan, maka itu tidak ada. Segera setelah kita meninggalkan ruangan, semua isinya, bersama dengan ruangan itu sendiri, tidak ada lagi atau, lebih tepatnya, terus ada hanya dalam potensi.

Pada saat yang sama, terjadi kebakaran atau banjir, pencurian peralatan atau penyusup. Selain itu, kami juga ada di dalamnya, dalam keadaan potensial yang berbeda. Satu saya berjalan di sekitar ruangan dan bersiul melodi bodoh, yang lain saya melihat sedih ke jendela, yang ketiga berbicara dengan istrinya di telepon. Bahkan kematian mendadak kita atau berita gembira dalam bentuk panggilan telepon tak terduga hidup di dalamnya.

Bayangkan sejenak semua kemungkinan yang tersembunyi di balik pintu. Sekarang bayangkan bahwa seluruh dunia kita hanyalah kumpulan dari potensi yang belum direalisasi tersebut. Lucu kan?

Namun, pertanyaan alami muncul di sini: jadi apa? Ya - lucu, ya - menarik, tetapi apa sebenarnya yang berubah? Ilmu pengetahuan diam tentang hal ini. Untuk fisika kuantum, pengetahuan seperti itu membuka cara baru dalam memahami Alam Semesta dan mekanismenya, tetapi bagi kami, orang-orang yang jauh dari penemuan ilmiah yang hebat, informasi seperti itu tampaknya tidak berguna.

Bagaimana itu untuk apa-apa !? Lagi pula, jika saya, seorang fana, ada di dunia ini, maka saya, seorang yang abadi, ada di dunia lain! Jika hidup saya terdiri dari serangkaian kegagalan dan kesedihan, maka di suatu tempat saya ada - beruntung dan bahagia? Faktanya, tidak ada apa pun di luar sensasi kita, sama seperti tidak ada ruang sampai kita memasukinya. Organ persepsi kita hanya menipu kita, menggambar di otak gambaran dunia "di sekeliling" kita. Apa yang sebenarnya ada di luar diri kita tetap menjadi misteri di balik tujuh meterai.

Ada sejumlah kecil bahan radioaktif, jadi kecil itu dalam satu jam mungkin hanya satu atom yang akan meluruh, tetapi dengan kemungkinan yang sama ia tidak akan meluruh; jika ini terjadi, tabung pembacaan dilepaskan dan relai diaktifkan, menurunkan palu, yang memecahkan kerucut asam hidrosianat. Jika kita meninggalkan seluruh sistem ini untuk dirinya sendiri selama satu jam, maka kita dapat mengatakan bahwa kucing akan hidup setelah waktu ini, sesegera peluruhan atom tidak akan terjadi. Peluruhan pertama atom akan meracuni kucing. Fungsi psi dari sistem secara keseluruhan akan mengekspresikan ini dengan mencampurkan sendiri atau mengolesi kucing hidup dan mati (maafkan ekspresi) dalam proporsi yang sama.

Khas dalam kasus tersebut adalah bahwa ketidakpastian, awalnya terbatas pada dunia atom, berubah menjadi ketidakpastian makroskopik, yang dapat: dihilangkan melalui pengamatan langsung. Ini mencegah kita untuk secara naif menerima "model kabur" sebagai cerminan realitas. Dengan sendirinya, ini tidak berarti sesuatu yang tidak jelas atau kontradiktif. Ada perbedaan antara foto kabur atau tidak fokus dan bidikan awan atau kabut.

teks asli(Jerman)

Man kann auch ganz burleske Fälle konstruieren. Eine Katze wird in eine Stahlkammer gesperrt, zusammen mit folgender Höllenmaschine (die man gegen den direkten Zugriff der Katze sichern muß): di einem Geigerschen Zählrohr befindet sich eine winzige Menge radioaktiver Substanz, jadi wenig, daß im Laufe einer Stunde vielleicht eines von den Atomen zerfällt, ebenso wahrscheinlich aber auch keines; geschieht es, so spricht das Zählrohr an und betätigt über ein Relais ein Hämmerchen, das ein Kölbchen mit Blausäure zertrümmert. Hat man mati ganze System eine Stunde lang sich selbst überlassen, so wird man sich sagen, daß die Katze noch lebt, wenn inzwischen kein Atom zerfallen ist. Der erste Atomzerfall würde sie vergiftet haben. Die -Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze (s.v.v.) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind.
Das Typische an solchen Fällen ist, daß eine ursprünglich auf den Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt, die sich dann durch direkte Beobachtung entscheiden terakhir. Das merintangi uns, sangat naif Weise ein "verwaschenes Modell" als Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen. An sich enthielte es nichts Unklares oder Widerspruchsvolles. Es ist ein Unterschied zwischen einer verwackelten oder unscharf eingestellten Photographie und einer Aufnahme von Wolken und Nebelschwaden.

Menurut mekanika kuantum, jika nukleus tidak diamati, maka keadaannya digambarkan oleh superposisi (pencampuran) dua keadaan - nukleus yang membusuk dan nukleus yang tidak membusuk, oleh karena itu, kucing yang duduk di dalam kotak itu hidup dan mati di waktu yang sama. Jika kotak dibuka, maka peneliti hanya dapat melihat satu keadaan tertentu - "inti telah hancur, kucing sudah mati" atau "inti tidak hancur, kucing hidup."

Pertanyaannya seperti ini: ketika sistem tidak lagi ada sebagai campuran dua keadaan dan memilih satu yang konkret? Tujuan percobaan ini adalah untuk menunjukkan bahwa mekanika kuantum tidak lengkap tanpa beberapa aturan yang menentukan dalam kondisi apa fungsi gelombang runtuh, dan kucing menjadi mati atau tetap hidup, tetapi berhenti menjadi campuran keduanya.

Karena jelas bahwa kucing pasti hidup atau mati (tidak ada keadaan yang menggabungkan hidup dan mati), ini akan sama untuk inti atom. Itu pasti harus membusuk atau tidak membusuk.

Dalam sistem kompleks besar yang terdiri dari miliaran atom, dekoherensi terjadi hampir seketika, dan karena alasan ini kucing tidak dapat mati dan hidup untuk jangka waktu yang terukur. Proses dekoherensi merupakan komponen penting dari percobaan.

Artikel asli muncul pada tahun 1935. Tujuan dari makalah ini adalah untuk membahas paradoks Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) yang diterbitkan oleh Einstein, Podolsky dan Rosen awal tahun itu. Artikel oleh EPR dan Schrödinger menguraikan sifat aneh dari "belitan kuantum" (Jerman Verschränkung, belitan kuantum bahasa Inggris, istilah yang diperkenalkan oleh Schrödinger), karakteristik keadaan kuantum, yang merupakan superposisi dari keadaan dua sistem (misalnya, dua subatomik partikel).

interpretasi Kopenhagen

Faktanya, Hawking dan banyak fisikawan lainnya berpendapat bahwa "Sekolah Kopenhagen" dari interpretasi mekanika kuantum menekankan peran pengamat secara tidak masuk akal. Kesatuan akhir di antara fisikawan tentang masalah ini belum tercapai.

Paralelisasi dunia pada setiap saat waktu sesuai dengan otomat non-deterministik asli, berbeda dengan yang probabilistik, ketika salah satu jalur yang mungkin dipilih pada setiap langkah tergantung pada probabilitasnya.

Paradoks Wigner

Ini adalah versi rumit dari eksperimen Schrödinger. Eugene Wigner memperkenalkan kategori "teman". Setelah menyelesaikan percobaan, peneliti membuka kotak dan melihat seekor kucing hidup. Vektor keadaan kucing pada saat membuka kotak masuk ke keadaan "intinya belum hancur, kucing itu hidup". Jadi, di laboratorium, kucing itu dikenali hidup. Di luar laboratorium adalah teman. teman belum tahu apakah kucing itu hidup atau mati. teman mengenali kucing sebagai hidup hanya ketika peneliti memberitahu dia tentang hasil percobaan. Tapi orang lain teman-teman kucing belum dikenali sebagai hidup, dan mereka akan mengenalinya hanya ketika mereka diberitahu tentang hasil percobaan. Dengan demikian, seekor kucing dapat dianggap benar-benar hidup (atau benar-benar mati) hanya jika semua orang di alam semesta mengetahui hasil eksperimen tersebut. Hingga saat ini, dalam skala Alam Semesta Besar, kucing, menurut Wigner, tetap hidup dan mati pada saat yang bersamaan.

Jika Anda tertarik dengan artikel tentang topik fisika kuantum, kemungkinan besar Anda menyukai seri Teori Big Bang. Jadi, Sheldon Cooper datang dengan interpretasi baru Eksperimen pemikiran Schrödinger(Anda dapat menemukan video dengan fragmen ini di akhir artikel). Tetapi untuk memahami dialog Sheldon dengan tetangganya Penny, pertama-tama mari kita beralih ke interpretasi klasik. Jadi, Kucing Schrödinger dengan kata-kata sederhana.

Dalam artikel ini, kita akan melihat:

• Latar belakang sejarah singkat
• Deskripsi percobaan dengan Cat . Schrödinger
• Memecahkan paradoks Cat . Schrödinger

Kabar baik segera. Selama percobaan Kucing Schrödinger tidak terluka. Karena fisikawan Erwin Schrödinger, salah satu pencipta mekanika kuantum, hanya melakukan eksperimen pikiran.

Sebelum menyelami deskripsi eksperimen, mari kita membuat penyimpangan kecil ke dalam sejarah.

Pada awal abad terakhir, para ilmuwan berhasil melihat ke dalam mikrokosmos. Terlepas dari kesamaan luar dari model "atom-elektron" dengan model "Matahari-Bumi", ternyata hukum fisika klasik Newton yang kita kenal tidak berfungsi dalam mikrokosmos. Oleh karena itu, sebuah ilmu baru muncul - fisika kuantum dan komponennya - mekanika kuantum. Semua objek mikroskopis dari dunia mikro disebut kuanta.

Perhatian! Salah satu postulat mekanika kuantum adalah "superposisi". Ini akan berguna bagi kita untuk memahami esensi dari eksperimen Schrödinger.

Superposisi adalah kemampuan suatu kuantum (bisa berupa elektron, foton, inti atom) tidak berada dalam satu, tetapi dalam beberapa keadaan pada waktu yang sama atau terletak pada beberapa titik dalam ruang pada waktu yang sama. , jika tidak ada yang menonton

Sulit bagi kita untuk memahami hal ini, karena di dunia kita, sebuah objek hanya dapat memiliki satu keadaan, misalnya, menjadi, atau hidup, atau mati. Dan itu hanya bisa di satu tempat tertentu di ruang angkasa. Anda dapat membaca tentang "superposisi" dan hasil eksperimen fisika kuantum yang menakjubkan dalam artikel ini.

Berikut adalah ilustrasi sederhana tentang perbedaan perilaku objek mikro dan makro. Tempatkan bola di salah satu dari 2 kotak. Karena bola adalah objek dunia makro kami, Anda akan mengatakan dengan percaya diri: "Bola hanya terletak di salah satu kotak, sedangkan yang kedua kosong." Jika, alih-alih bola, Anda mengambil elektron, maka pernyataan yang benar adalah bahwa elektron berada secara bersamaan dalam 2 kotak. Beginilah cara kerja hukum dunia mikro. Contoh: elektron pada kenyataannya tidak berputar di sekitar inti atom, tetapi terletak di semua titik bola di sekitar inti pada waktu yang sama. Dalam fisika dan kimia, fenomena ini disebut "awan elektron".

Ringkasan. Kami menyadari bahwa perilaku objek yang sangat kecil dan objek yang besar mematuhi hukum yang berbeda. Hukum fisika kuantum dan hukum fisika klasik, masing-masing.

Tetapi tidak ada sains yang dapat menjelaskan transisi dari makrokosmos ke mikrokosmos. Jadi, Erwin Schrödinger menggambarkan eksperimen pemikirannya hanya untuk menunjukkan ketidaklengkapan teori umum fisika. Dia ingin paradoks Schrödinger menunjukkan bahwa ada ilmu untuk mendeskripsikan objek besar (fisika klasik) dan sains untuk mendeskripsikan objek mikro (fisika kuantum). Tetapi tidak ada cukup ilmu untuk menggambarkan transisi dari sistem kuantum ke sistem makro.

Deskripsi percobaan dengan Cat . Schrödinger

Erwin Schrödinger menggambarkan eksperimen pemikiran kucing pada tahun 1935. Versi asli dari deskripsi percobaan disajikan di Wikipedia ( Wikipedia kucing Schrödinger).

Berikut adalah versi deskripsi eksperimen Kucing Schrödinger dengan kata-kata sederhana:

• Seekor kucing ditempatkan di dalam kotak baja tertutup.
• Di "kotak Schrödinger" ada perangkat dengan inti radioaktif dan gas beracun yang ditempatkan dalam wadah.
• Nukleus dapat hancur dalam waktu 1 jam atau tidak. Probabilitas peluruhan adalah 50%.
• Jika inti meluruh, maka pencacah Geiger akan merekamnya. Relai akan bekerja dan palu akan memecahkan wadah gas. Kucing Schrödinger sudah mati.
• Jika tidak, maka kucing Schrödinger akan hidup.

Menurut hukum "superposisi" mekanika kuantum, pada saat kita tidak mengamati sistem, inti atom (dan, akibatnya, kucing) berada dalam 2 keadaan pada saat yang bersamaan. Nukleus dalam keadaan meluruh/tidak meluruh. Dan kucing dalam keadaan hidup/mati pada saat yang bersamaan.

Tetapi kita tahu pasti bahwa jika "kotak Schrödinger" dibuka, maka kucing hanya dapat berada di salah satu keadaan:

• jika intinya belum hancur, kucing kita masih hidup
• jika intinya telah hancur, kucing itu mati

Paradoks dari percobaan adalah bahwa menurut fisika kuantum: sebelum membuka kotak, kucing itu hidup dan mati pada saat yang sama, tetapi menurut hukum fisika dunia kita, ini tidak mungkin. Kucing bisa dalam satu keadaan tertentu - hidup atau mati. Tidak ada keadaan campuran "kucing hidup/mati" pada saat yang bersamaan.

Sebelum Anda mendapatkan petunjuknya, tonton video ilustrasi paradoks eksperimen kucing Schrödinger yang luar biasa ini (kurang dari 2 menit):

Memecahkan paradoks Kucing Schrödinger - interpretasi Kopenhagen

Sekarang petunjuknya. Perhatikan misteri khusus mekanika kuantum - paradoks pengamat. Objek dari dunia mikro (dalam kasus kami, inti) berada di beberapa negara bagian secara bersamaan hanya selama kita tidak memantau sistem.

Misalnya, eksperimen terkenal dengan 2 celah dan seorang pengamat. Ketika berkas elektron diarahkan ke pelat buram dengan 2 celah vertikal, maka pada layar di belakang pelat, elektron menggambar "pola gelombang" - garis-garis gelap dan terang yang berselang-seling vertikal. Tetapi ketika para peneliti ingin "melihat" bagaimana elektron terbang melalui celah dan memasang "pengamat" dari sisi layar, elektron menggambar di layar bukan "pola gelombang", tetapi 2 garis vertikal. Itu. berperilaku tidak seperti gelombang, tetapi seperti partikel.

Tampaknya partikel kuantum sendiri yang memutuskan keadaan apa yang akan mereka ambil pada saat mereka "diukur".

Berdasarkan ini, penjelasan (interpretasi) Kopenhagen modern tentang fenomena "Kucing Schrödinger" terdengar seperti ini:

Sementara tidak ada yang mengawasi sistem "cat-core", intinya dalam keadaan membusuk/tidak membusuk pada saat yang bersamaan. Tetapi adalah kesalahan untuk mengatakan bahwa kucing itu hidup/mati pada saat yang bersamaan. Mengapa? Ya, karena fenomena kuantum tidak diamati dalam sistem makro. Lebih tepat untuk berbicara bukan tentang sistem "inti kucing", tetapi tentang sistem "detektor inti (penghitung Geiger)".

Inti memilih salah satu keadaan (meluruh/tidak membusuk) pada saat pengamatan (atau pengukuran). Tetapi pilihan ini tidak terjadi pada saat eksperimen membuka kotak (pembukaan kotak terjadi di makrokosmos, sangat jauh dari dunia inti). Nukleus memilih keadaannya pada saat menumbuk detektor. Intinya adalah bahwa sistem tidak cukup dijelaskan dalam percobaan.

Dengan demikian, interpretasi Kopenhagen tentang paradoks Kucing Schrödinger menyangkal bahwa sebelum kotak dibuka, Kucing Schrödinger berada dalam keadaan superposisi - ia berada dalam keadaan kucing hidup/mati pada saat yang bersamaan. Seekor kucing dalam makrokosmos dapat dan hanya dalam satu keadaan.

Ringkasan. Schrödinger tidak sepenuhnya menjelaskan eksperimen tersebut. Ini tidak benar (lebih tepatnya, tidak mungkin untuk menghubungkan) sistem makroskopik dan kuantum. Hukum kuantum tidak beroperasi di sistem makro kita. Dalam eksperimen ini, bukan “cat-core” yang berinteraksi, tetapi “cat-detector-core”. Kucing berasal dari makrokosmos, dan sistem "detektor-inti" berasal dari mikrokosmos. Dan hanya di dunia kuantumnya, nukleus bisa berada di 2 keadaan pada saat yang bersamaan. Ini terjadi sebelum momen pengukuran atau interaksi inti dengan detektor. Seekor kucing dalam makrokosmosnya dapat dan hanya dalam satu keadaan. Jadi, hanya pada pandangan pertama tampaknya keadaan kucing "hidup atau mati" ditentukan pada saat membuka kotak. Faktanya, nasibnya ditentukan pada saat interaksi antara detektor dan nukleus.

Ringkasan akhir. Keadaan sistem "detektor-inti-kucing" terhubung BUKAN dengan orang - pengamat di belakang kotak, tetapi dengan detektor - pengamat di belakang nukleus.

Fiuh. Hampir dicuci otak! Tetapi betapa menyenangkan untuk memahami kunci paradoks! Seperti dalam lelucon siswa lama tentang seorang guru: "Sementara saya bercerita, saya memahaminya sendiri!".

Interpretasi Sheldon tentang paradoks Kucing Schrödinger

Sekarang Anda dapat duduk dan mendengarkan interpretasi terbaru Sheldon tentang eksperimen pemikiran Schrödinger. Inti dari interpretasinya adalah bahwa hal itu dapat diterapkan dalam hubungan antar manusia. Untuk memahami apakah hubungan antara pria dan wanita itu baik atau buruk, Anda perlu membuka kotak (berkencan). Dan sebelum itu, mereka baik dan buruk pada saat yang sama.

Nah, bagaimana Anda menyukai "eksperimen lucu" ini? Di zaman kita, Schrödinger akan dihukum oleh aktivis hak-hak binatang untuk eksperimen pemikiran brutal seperti itu dengan seekor kucing. Atau mungkin itu bukan kucing, tapi Kucing Schrödinger?! Gadis malang, menderita Schrodinger ini (((

Sampai jumpa di postingan-postingan berikutnya!

Saya berharap Anda semua hari yang baik dan malam yang menyenangkan!

P.S. Bagikan pemikiran Anda di komentar. Dan mengajukan pertanyaan.

P.S. Berlangganan blog - formulir berlangganan terletak di bawah artikel.

YouTube ensiklopedis

• 1 / 5

  Faktanya, Hawking dan banyak fisikawan lainnya berpendapat bahwa "Sekolah Kopenhagen" dari interpretasi mekanika kuantum menekankan peran pengamat secara tidak masuk akal. Kesatuan akhir di antara fisikawan tentang masalah ini belum tercapai.

  Paralelisasi dunia pada setiap saat waktu sesuai dengan otomat non-deterministik asli, berbeda dengan yang probabilistik, ketika salah satu jalur yang mungkin dipilih pada setiap langkah tergantung pada probabilitasnya.

  Paradoks Wigner

  Ini adalah versi rumit dari eksperimen Schrödinger. Eugene Wigner memperkenalkan kategori "teman". Setelah menyelesaikan percobaan, peneliti membuka kotak dan melihat seekor kucing hidup. Vektor keadaan kucing pada saat membuka kotak masuk ke keadaan "intinya belum hancur, kucing itu hidup". Jadi, di laboratorium, kucing itu dikenali hidup. Di luar laboratorium adalah teman. teman belum tahu apakah kucing itu hidup atau mati. teman mengenali kucing sebagai hidup hanya ketika peneliti memberitahu dia tentang hasil percobaan. Tapi orang lain teman-teman kucing belum dikenali sebagai hidup, dan mereka akan mengenalinya hanya ketika mereka diberitahu tentang hasil percobaan. Dengan demikian, seekor kucing dapat dianggap benar-benar hidup (atau benar-benar mati) hanya jika semua orang di alam semesta mengetahui hasil eksperimen tersebut. Hingga saat ini, dalam skala Alam Semesta Besar, kucing, menurut Wigner, tetap hidup dan mati pada saat yang bersamaan.

  Penggunaan praktis

  Hal di atas diterapkan dalam praktik: dalam komputasi kuantum dan dalam kriptografi kuantum. Kabel serat optik mentransmisikan sinyal cahaya yang berada dalam superposisi dua keadaan. Jika penyerang terhubung ke kabel di suatu tempat di tengah dan membuat ketukan sinyal di sana untuk menguping informasi yang dikirimkan, maka ini akan meruntuhkan fungsi gelombang (dari sudut pandang interpretasi Kopenhagen, pengamatan akan dilakukan) dan cahaya akan masuk ke salah satu negara bagian. Setelah melakukan uji statistik cahaya pada ujung penerima kabel, dimungkinkan untuk mengetahui apakah cahaya berada dalam keadaan superposisi atau apakah telah diamati dan ditransmisikan ke titik lain. Hal ini memungkinkan untuk menciptakan sarana komunikasi yang mengecualikan intersepsi sinyal yang tidak terlihat dan penyadapan.

  Eksperimen (yang pada prinsipnya dapat dilakukan, meskipun sistem kerja kriptografi kuantum yang mampu mentransmisikan informasi dalam jumlah besar belum dibuat) juga menunjukkan bahwa "pengamatan" dalam interpretasi Kopenhagen tidak ada hubungannya dengan pikiran pengamat, karena dalam hal ini perubahan statistik ke ujung kabel mengarah ke cabang kabel yang sepenuhnya mati.