Em 1935, um fervoroso oponente da emergente mecânica quântica, Eric Schrödinger, publicou um artigo que pretendia denunciar e provar o fracasso de um novo ramo do desenvolvimento da física.

A essência do artigo é executando experimento mental :

1. Um gato vivo é colocado em uma caixa completamente selada.
2. Um contador Geiger contendo um átomo radioativo é colocado ao lado do gato.
3. Um frasco cheio de ácido é anexado diretamente ao contador Geiger.
4. O eventual decaimento de um átomo radioativo acionará um contador Geiger, que por sua vez quebrará o frasco e o ácido derramado dele matará o gato.
5. O gato viverá ou morrerá se estiver com vizinhos tão desconfortáveis?
6. Uma hora é reservada para o experimento.

Responda para essa questão e foi chamado para provar a inconsistência da teoria quântica, que se baseia na superposição: a lei do paradoxo - todas as micropartículas do nosso mundo estão sempre em dois estados ao mesmo tempo, até começarem a observá-las.

Ou seja, estando em um espaço fechado (teoria quântica), nosso gato, como seu vizinho imprevisível - um átomo, estão presentes de forma síncrona em dois estados:

1. Um gato vivo e morto ao mesmo tempo.
2. Átomo decaído e ao mesmo tempo não decaído.

O que, de acordo com a física clássica, é um completo absurdo. É impossível que essas coisas mutuamente exclusivas existam simultaneamente.

E isso está correto, mas apenas do ponto de vista do macrocosmo. Considerando que leis completamente diferentes operam no microcosmo e, portanto, Schrõdinger errou ao aplicar as leis do macrocosmo às relações dentro do microcosmo. Não percebendo isso vigilância direcionada por trás das incertezas em curso do micromundo, elimine o último.

Em outras palavras, se você abrir Sistema fechado, em que o gato é colocado junto com um átomo radioativo, veremos apenas um dos estados possíveis do sujeito de teste.

Isso foi comprovado por um físico americano da Universidade de Arkansas, Art Hobson. De acordo com sua teoria, se você combinar um microssistema (átomo radioativo) com um macrossistema (contador Geiger), este último certamente estará imbuído do estado entrelaçamento quântico primeiro e entra em superposição. E, como não podemos observar diretamente esse fenômeno, ele se tornará inaceitável para nós (o que Schrödinger argumentou).

Então, descobrimos que o átomo e o contador de radiação estão na mesma superposição. Então quem ou o que, para este sistema, pode ser chamado de gato? Se você pensar logicamente, o gato, neste caso, torna-se um indicador do estado do núcleo radioativo (simplesmente - um indicador):

1. O gato está vivo, o núcleo não se desintegrou.
2. O gato está morto, o núcleo se desintegrou.

No entanto, devemos levar em consideração o fato de que o gato também faz parte de um único sistema, pois também está dentro da caixa. Portanto, de acordo com a teoria quântica, o gato está na chamada conexão não local com o átomo, ou seja, dentro estado confuso , e, portanto, na superposição do micromundo.

Segue-se que, com uma mudança repentina em um dos objetos do sistema, também acontecerá com outro objeto, não importa quão distantes estejam. A mudança instantânea de estado de ambos os objetos prova que estamos lidando com sistema unificado, simplesmente dividido pelo espaço em duas partes.

Assim, podemos dizer com confiança que o gato de Schrödinger está momentaneamente vivo se o átomo não decaiu, ou morto se o átomo decaiu.

E, no entanto, foi graças ao experimento mental de Schrödinger que foi construído um dispositivo matemático que descreve a superposição do micromundo. Esse conhecimento é encontrado ampla aplicação em criptografia e tecnologias de computador.

Finalmente, gostaria de registrar o amor inesgotável pelo misterioso paradoxo do "gato de Schrödinger" por parte de todos os tipos de escritores e cinema. Isso é apenas alguns exemplos:

1. Um dispositivo mágico chamado "Gato de Schrödinger" no romance de Lukyanenko "The Last Watch".
2. No romance policial Dirk Gently's Detective Agency, de Douglas Adams, há uma discussão animada sobre o problema do gato de Schrödinger.
3. No romance de R. E. Heinlein "O gato que passa pelas paredes", personagem principal, um gato, está quase constantemente em dois estados ao mesmo tempo.
4. Famoso Gato de Cheshire Lewis Carroll no romance "Alice no País das Maravilhas", gosta de aparecer em vários lugares ao mesmo tempo.
5. No romance Fahrenheit 451, Ray Bradbury levanta a questão do gato de Schrödinger, na forma de um cão mecânico morto-vivo.
6. Em The Mage Healer, Christopher Stashef descreve sua visão do gato de Schrödinger de uma forma muito peculiar.

E muitas outras ideias encantadoras e completamente impossíveis sobre um experimento mental tão misterioso.

Havia uma espécie de "secundário". Ele próprio raramente se dedicava a um determinado problema científico. Seu gênero de trabalho favorito era uma resposta ao desejo de alguém. pesquisa científica, o desenvolvimento deste trabalho ou sua crítica. Apesar do fato de que o próprio Schrödinger era um individualista por natureza, ele sempre precisava do pensamento de outra pessoa, apoio para mais trabalho. Apesar dessa abordagem peculiar, Schrödinger conseguiu fazer muitas descobertas.

Informação biográfica

A teoria de Schrödinger agora é conhecida não apenas pelos estudantes dos departamentos de física e matemática. Será de interesse para qualquer pessoa interessada em ciência popular. Essa teoria foi criada pelo famoso físico E. Schrõdinger, que entrou para a história como um dos criadores da mecânica quântica. O cientista nasceu em 12 de agosto de 1887 na família do dono de uma fábrica de oleados. O futuro cientista, que se tornou famoso em todo o mundo por seu mistério, gostava de botânica e desenho quando criança. Seu primeiro mentor foi seu pai. Em 1906, Schrödinger começou seus estudos na Universidade de Viena, durante os quais começou a admirar a física. Quando o primeiro veio Guerra Mundial, o cientista passou a servir como artilheiro. NO tempo livre estudou as teorias de Albert Einstein.

No início de 1927, uma situação dramática se desenvolveu na ciência. E. Schrödinger acreditava que a base da teoria da processos quânticos a ideia da continuidade das ondas deve servir. Heisenberg, ao contrário, acreditava que o conceito de discrição das ondas, assim como a ideia de saltos quânticos, deveria ser a base para essa área do conhecimento. Niels Bohr não aceitou nenhuma das posições.

Avanços na Ciência

Pelo conceito de mecânica ondulatória em 1933, Schrödinger recebeu o Prêmio Nobel. No entanto, tendo sido criado nas tradições da física clássica, o cientista não conseguia pensar em outras categorias e não considerava a mecânica quântica um ramo de conhecimento completo. Ele não se contentou com o comportamento dual das partículas e tentou reduzi-lo exclusivamente ao comportamento ondulatório. Em sua discussão com N. Bohr, Schrödinger colocou desta forma: “Se planejamos manter esses saltos quânticos, então geralmente me arrependo de ter conectado minha vida com a física atômica.

Trabalho adicional do pesquisador

Ao mesmo tempo, Schrödinger não foi apenas um dos fundadores da mecânica quântica moderna. Foi ele quem introduziu o termo "objetividade da descrição" no uso científico. Esta é uma oportunidade teorias científicas descrever a realidade sem a participação do observador. Dele mais pesquisa foram dedicados à teoria da relatividade, processos termodinâmicos, eletrodinâmica não linear de Born. Além disso, os cientistas fizeram várias tentativas para criar uma teoria de campo unificada. Além disso, E. Schrödinger falava seis línguas.

O enigma mais famoso

A teoria de Schrödinger, na qual o mesmo gato aparece, surgiu da crítica do cientista à teoria quântica. Um de seus principais postulados é que enquanto o sistema não for observado, ele estará em estado de superposição. Ou seja, em dois ou mais estados que excluem a existência um do outro. O estado de superposição na ciência tem a seguinte definição: é a capacidade de um quantum, que também pode ser um elétron, um fóton, ou, por exemplo, o núcleo de um átomo, estar simultaneamente em dois estados ou mesmo em dois pontos no espaço em um momento em que ninguém está olhando para ele.

Objetos em mundos diferentes

É muito difícil para uma pessoa comum entender tal definição. Porque cada objeto mundo material pode estar em um ponto do espaço ou em outro. Esse fenômeno pode ser ilustrado a seguir. O observador pega duas caixas e coloca uma bola de tênis em uma delas. Ficará claro que está em uma caixa e não na outra. Mas se um elétron for colocado em um dos recipientes, então a seguinte afirmação será verdadeira: essa partícula está simultaneamente em duas caixas, por mais paradoxal que possa parecer. Da mesma forma, um elétron em um átomo não está localizado em um ponto estritamente definido em um momento ou outro. Ele gira em torno do núcleo, estando localizado em todos os pontos da órbita ao mesmo tempo. Na ciência, esse fenômeno é chamado de "nuvem de elétrons".

O que o cientista queria provar?

Assim, o comportamento dos pequenos e objetos grandes implementado em perfeito regras diferentes. No mundo quântico, existem algumas leis e no macrocosmo - completamente diferentes. No entanto, não existe tal conceito que explicaria a transição do mundo itens materiais familiar para as pessoas para o micromundo. A teoria de Schrödinger foi criada para demonstrar a insuficiência das pesquisas no campo da física. O cientista queria mostrar que existe uma ciência cujo propósito é descrever pequenos objetos, e existe um campo de conhecimento que estuda objetos comuns. Em grande parte devido ao trabalho do cientista, a física foi dividida em duas áreas: quântica e clássica.

A teoria de Schrödinger: descrição

O cientista descreveu seu famoso experimento mental em 1935. Na sua implementação, Schrödinger baseou-se no princípio da superposição. Schrödinger enfatizou que enquanto não observarmos o fóton, ele pode ser uma partícula ou uma onda; vermelho e verde; tanto redondo como quadrado. Esse princípio da incerteza, que decorre diretamente do conceito de dualismo quântico, foi usado por Schrödinger em seu famoso enigma do gato. O significado do experimento em resumo é o seguinte:

• Um gato é colocado em uma caixa fechada, bem como um recipiente contendo ácido cianídrico e uma substância radioativa.
• O núcleo pode se desintegrar em uma hora. A probabilidade disso é de 50%.
• Se o núcleo atômico decair, isso será registrado pelo contador Geiger. O mecanismo funcionará e a caixa de veneno será quebrada. O gato vai morrer.
• Se a decomposição não ocorrer, o gato de Schrödinger estará vivo.

De acordo com essa teoria, até que o gato seja observado, ele está simultaneamente em dois estados (vivo e morto), assim como o núcleo de um átomo (decomposto ou não decomposto). Claro, isso só é possível de acordo com as leis do mundo quântico. No macrocosmo, um gato não pode estar vivo e morto ao mesmo tempo.

Paradoxo do observador

Para entender a essência da teoria de Schrödinger, também é necessário ter uma compreensão do paradoxo do observador. Seu significado é que os objetos do microcosmo podem estar simultaneamente em dois estados apenas quando não são observados. Por exemplo, o chamado "Experiência com 2 fendas e um observador" é conhecido na ciência. Em uma placa opaca na qual foram feitas duas fendas verticais, os cientistas direcionaram um feixe de elétrons. Na tela atrás da placa, os elétrons pintavam um padrão de onda. Em outras palavras, eles deixaram listras pretas e brancas. Quando os pesquisadores quiseram observar como os elétrons voam pelas fendas, as partículas exibiram apenas duas listras verticais na tela. Eles se comportavam como partículas, não como ondas.

Explicação de Copenhague

A explicação moderna da teoria de Schrödinger é chamada de Copenhague. Com base no paradoxo do observador, soa assim: enquanto ninguém observa o núcleo de um átomo no sistema, ele está simultaneamente em dois estados - decaído e não decomposto. No entanto, a afirmação de que o gato está vivo e morto ao mesmo tempo é extremamente errônea. Afinal, os mesmos fenômenos nunca são observados no macrocosmo como no microcosmo.

É por isso nós estamos falando não sobre o sistema “cat-core”, mas sobre o fato de que o contador Geiger e o núcleo do átomo estão interconectados. O kernel pode escolher um ou outro estado no momento em que as medições são feitas. No entanto dada escolha não ocorre no momento em que o experimentador abre a caixa com o gato de Schrödinger. De fato, a abertura da caixa ocorre no macrocosmo. Em outras palavras, em um sistema muito distante do mundo atômico. Portanto, o núcleo seleciona seu estado exatamente no momento em que atinge o detector do contador Geiger. Assim, Erwin Schrödinger, em seu experimento mental, não descreveu completamente o sistema.

Conclusões gerais

Assim, não é inteiramente correto associar o macrossistema ao mundo microscópico. No mundo macro leis quânticas perder seu poder. O núcleo de um átomo pode estar simultaneamente em dois estados apenas no microcosmo. O mesmo não se pode dizer do gato, pois é um objeto do macrocosmo. Portanto, apenas à primeira vista parece que o gato passa da superposição para um dos estados no momento da abertura da caixa. De fato, seu destino é determinado no momento em que o núcleo atômico interage com o detector. A conclusão pode ser tirada da seguinte forma: o estado do sistema no enigma de Erwin Schrödinger não tem nada a ver com uma pessoa. Não depende do experimentador, mas do detector - um objeto que "observa" o núcleo.

Continuação do conceito

Teoria de Schrödinger em termos simplesé descrito da seguinte forma: enquanto o observador não olha para o sistema, ele pode estar simultaneamente em dois estados. No entanto, outro cientista - Eugene Wigner, foi mais longe e decidiu levar o conceito de Schrödinger ao absurdo completo. “Com licença!” disse Wigner, “e se ao lado do experimentador que observa o gato estiver seu colega?” O parceiro não sabe exatamente o que o próprio experimentador viu no momento em que abriu a caixa com o gato. O gato de Schrödinger sai do estado de superposição. No entanto, não para um colega observador. Somente naquele momento, quando o destino do gato se torna conhecido por este último, o animal pode ser finalmente chamado de vivo ou morto. Além disso, existem bilhões de pessoas no planeta Terra. E o veredicto final só pode ser dado quando o resultado do experimento se tornar propriedade de todos os seres vivos. Claro, todas as pessoas podem ser informadas brevemente sobre o destino do gato e a teoria de Schrödinger, mas esse é um processo muito longo e trabalhoso.

Os princípios do dualismo quântico na física nunca foram refutados pelo experimento mental de Schrödinger. Em certo sentido, toda criatura não pode ser chamada nem viva nem morta (estar em superposição) enquanto houver pelo menos uma pessoa que não a esteja observando.

Nem todo mundo lê livros sobre as grandes invenções da humanidade. Mas com certeza todos que assistiram a série "Teoria Big Bang”, ouviu falar de um fenômeno como o “Gato de Schrödinger”. Por estar relacionado à mecânica quântica, uma pessoa sem Educação técnica bastante difícil de compreender o seu significado. Vamos tentar descobrir o que o conceito de "Gato de Schrödinger" significa em palavras simples.

Contente:

Breve contexto histórico

Erwin Schrödinger – físico famoso, um dos criadores da teoria da mecânica quântica. marca seu atividade científica era o chamado secundário. Ele raramente era o primeiro a investigar qualquer coisa.

Basicamente, Schrödinger escreveu resenhas da invenção de alguém ou realização científica, criticou o autor ou prosseguiu com o desenvolvimento de pesquisas e descobertas de outras pessoas. Embora fosse um individualista por natureza, não podia deixar de confiar nas ideias e pensamentos de outras pessoas, que tomou como base em suas pesquisas. Apesar disso, ele fez enorme contribuição no desenvolvimento da mecânica quântica, em grande parte devido ao seu enigma sobre o "Gato de Schrödinger".

As realizações de Schrödinger na ciência incluem:

• criação do conceito de mecânica ondulatória (por isso recebeu o Prêmio Nobel em 1933);
• introduzido no circulação científica o termo "objetividade da descrição" - substanciava a possibilidade de teorias científicas sem envolvimento direto o sujeito da pesquisa (um observador externo) para descrever a realidade circundante;
• desenvolveu a teoria da relatividade;
• estudou processos termodinâmicos e eletrodinâmica não linear de Born;
• tentou criar teoria unificada Campos.

O conceito de "gato de Schrödinger"

"gato de Shroedinger"- o famoso mistério da teoria de Schrödinger, um experimento mental conduzido por um físico teórico austríaco, com a ajuda da qual foi possível demonstrar a incompletude da mecânica quântica na transição de microssistemas para macrossistemas. Toda essa teoria é baseada em críticas realizações dos cientistas mecânica quântica.

Antes de prosseguir com a descrição do experimento, é necessário definir os conceitos básicos que são utilizados nele. O principal postulado do famoso fenômeno diz que enquanto ninguém está vigiando o sistema, ele está em posição de superposição- simultaneamente em dois ou mais estados que excluem a existência mútua. O próprio Schrödinger deu a seguinte definição de superposição - esta é uma capacidade quântica (um elétron, um fóton e o núcleo de um átomo podem estar no papel de um quantum) estar em vários estados ou vários pontos do espaço ao mesmo tempo , enquanto ninguém está observando o sistema. Um quantum é um objeto microscópico do microambiente.

Descrição do experimento

O artigo original em que Schrödinger explica seu experimento foi publicado em 1935. O método de comparação e até de personificação foi usado para descrever o experimento.

Entender exatamente o que Schrödinger tinha em mente ao estudar este artigo é muito difícil. Tentarei descrever a essência do experimento em palavras simples.

Colocamos o gato em uma caixa com um mecanismo que contém um núcleo atômico radioativo e um recipiente cheio de gás venenoso. O experimento é realizado com parâmetros de probabilidade de decaimento selecionados com precisão núcleo atômico– 50% por 1 hora. Quando o núcleo se decompõe, o gás vaza do recipiente, o que leva à morte do gato. Se isso não acontecer, nada acontece com o gato, ele está vivo e saudável.

Uma hora se passa e queremos obter uma resposta para a pergunta: o gato morreu ou permaneceu vivo? De acordo com a teoria avançada de Schrödinger, o núcleo de um átomo, como um gato, está em uma caixa em vários estados ao mesmo tempo (a definição de superposição). Até o momento da abertura da caixa, o microssistema, no qual estão localizados o núcleo do átomo e do gato, com probabilidade de 50% - tem o estado "o núcleo decaiu, o gato morreu", e com a mesma probabilidade tem o estado "o núcleo não decaiu, o gato está vivo". Isso confirma a hipótese de que o gato sentado na caixa está vivo e morto ao mesmo tempo, ou seja, está em vários estados ao mesmo tempo. Acontece que o gato sentado na caixa está vivo e morto ao mesmo tempo.

falando linguagem simples, O fenômeno do gato de Schrödinger explica a possibilidade do fato que do ponto de vista da mecânica quântica, o gato está vivo e morto ao mesmo tempo o que é impossível na realidade. Com base nisso, podemos concluir que existem falhas significativas na teoria da mecânica quântica.

Se você não observar o núcleo de um átomo em um microssistema, haverá uma mistura de dois estados - um núcleo decaído e não decomposto. Quando a caixa é aberta, o experimentador pode observar apenas um estado específico. Como o gato representa o núcleo do átomo, ele também estará em apenas um estado - vivo ou morto.

Desvendando o paradoxo - a interpretação de Copenhague

Cientistas de Copenhague resolveram o enigma do Gato de Schrödinger. A interpretação moderna de Copenhague é que o gato está vivo/morto sem estados intermediários, porque o núcleo não decai ou não decai quando a caixa é aberta, mas ainda mais cedo quando o núcleo é enviado ao detector. A explicação para isso é a seguinte: redução função de onda O microssistema "gato-detector-núcleo" não tem conexão com a pessoa que observa a caixa, mas está conectado com o detector-observador do núcleo.

Essa interpretação do fenômeno do Gato de Schrödinger nega a possibilidade de o gato estar em estado de superposição antes de abrir a caixa - ao mesmo tempo em estado de gato vivo/morto. Um gato em um macrossistema está sempre em apenas um estado.

Importante! O experimento de Schrödinger mostrou que um micro-objeto e um macro-objeto se comportam em sistemas de acordo com leis diferentes- as leis da física quântica e as leis da física em sua compreensão clássica respectivamente.

Mas não há ciência que estude fenômenos durante a transição de um macrossistema para um microssistema. Erwin Schrödinger se empolgou com a ideia de realizar tal experimento justamente com o propósito de provar a fraqueza e incompletude da teoria geral da física. Seu desejo mais profundo era demonstrar pela experiência concreta que cada ciência cumpre suas próprias tarefas: física clássica estuda macroobjetos, a física quântica estuda microobjetos. Há necessidade de desenvolver conhecimento científico para descrever o processo de transição de objetos grandes para pequenos em sistemas.

É muito difícil para um simples leigo entender imediatamente a essência desse paradoxo. De fato, na mente de cada pessoa há uma convicção de que qualquer objeto do mundo material em este momento o tempo só pode estar em um ponto.

Mas a teoria de Schrödinger pode ser aplicada apenas a micro-objetos, enquanto o gato é um objeto do macrocosmo.

A interpretação mais recente do paradoxo do gato de Schrödinger é sua aplicação em The Big Bang Theory, em que o protagonista Sheldon Cooper explicou sua natureza a uma Penny menos educada. Cooper transferiu esse fenômeno para a área relações humanas. Para entender o bem ou relacionamento ruim entre pessoas do sexo oposto, basta abrir a caixa. E até este ponto, qualquer relacionamento é bom e ruim.

24 de junho de 2015

Para minha vergonha, quero admitir que ouvi essa expressão, mas não sabia o que significava e pelo menos em que tópico foi usada. Deixe-me contar o que li na Internet sobre esse gato ...

« O gato de Shroedinger"- este é o nome do famoso experimento mental do famoso físico teórico austríaco Erwin Schrödinger, que também é um laureado premio Nobel. Com a ajuda desse experimento fictício, o cientista queria mostrar a incompletude da mecânica quântica na transição de sistemas subatômicos para sistemas macroscópicos.

O artigo original de Erwin Schrödinger foi publicado em 1935. Aqui está a citação:

Você também pode construir casos em que o burlesco é suficiente. Deixe algum gato ser trancado em uma câmara de aço, junto com a próxima máquina diabólica (que deve ser independentemente da intervenção do gato): dentro do contador Geiger há uma pequena quantidade substância radioativa, tão pequeno que apenas um átomo pode decair em uma hora, mas com a mesma probabilidade pode não decair; se isso acontecer, o tubo de leitura é descarregado e um relé é acionado, baixando o martelo, que quebra o cone de ácido cianídrico.

Se deixarmos todo esse sistema sozinho por uma hora, podemos dizer que o gato estará vivo após esse tempo, desde que o átomo não decaia. O primeiro decaimento de um átomo teria envenenado o gato. A função psi do sistema como um todo expressará isso misturando-se ou espalhando o gato vivo e morto (perdoe a expressão) em proporções iguais. Típico em casos semelhantesé que a incerteza inicialmente limitada mundo atômico, é convertido em incerteza macroscópica, que pode ser eliminada por observação direta. Isso nos impede de aceitar ingenuamente o "modelo de borrão" como reflexo da realidade. Por si só, isso não significa nada obscuro ou contraditório. Há uma diferença entre uma foto difusa ou fora de foco e uma foto de nuvem ou neblina.

Em outras palavras:

1. Há uma caixa e um gato. A caixa contém um mecanismo contendo um núcleo atômico radioativo e um recipiente de gás venenoso. Os parâmetros experimentais são escolhidos de modo que a probabilidade de decaimento nuclear em 1 hora seja de 50%. Se o núcleo se desintegrar, o recipiente de gás se abre e o gato morre. Se a desintegração do núcleo não ocorrer, o gato permanece vivo e bem.
2. Fechamos o gato em uma caixa, esperamos uma hora e nos perguntamos: o gato está vivo ou morto?
3. A mecânica quântica, por assim dizer, nos diz que o núcleo atômico (e, portanto, o gato) está em todos estados possíveis ao mesmo tempo (cfr. superposição quântica). Antes de abrirmos a caixa, o sistema “cat-core” está no estado “o núcleo decaiu, o gato está morto” com uma probabilidade de 50% e no estado “o núcleo não decaiu, o gato está vivo” com probabilidade de 50%. Acontece que o gato sentado na caixa está vivo e morto ao mesmo tempo.
4. De acordo com a moderna Interpretação de Copenhague, o gato ainda está vivo/morto sem nenhum estado intermediário. E a escolha do estado de decaimento do núcleo ocorre não no momento da abertura da caixa, mas mesmo quando o núcleo entra no detector. Porque a redução da função de onda do sistema "gato-detector-núcleo" não está ligada ao observador humano da caixa, mas está ligada ao detector-observador do núcleo.

De acordo com a mecânica quântica, se o núcleo de um átomo não é observado, seu estado é descrito por uma mistura de dois estados - um núcleo decaído e um núcleo não decomposto, portanto, um gato sentado em uma caixa e personificando o núcleo de um átomo está vivo e morto ao mesmo tempo. Se a caixa for aberta, o experimentador poderá ver apenas um estado específico - "o núcleo se desintegrou, o gato está morto" ou "o núcleo não se desintegrou, o gato está vivo".

essência linguagem humana: O experimento de Schrödinger mostrou que, do ponto de vista da mecânica quântica, um gato está vivo e morto ao mesmo tempo, o que não pode ser. Consequentemente, mecânica quântica tem falhas significativas.

A questão é esta: quando um sistema deixa de existir como uma mistura de dois estados e escolhe um concreto? O objetivo do experimento é mostrar que a mecânica quântica é incompleta sem algumas regras que especifiquem em que condições a função de onda entra em colapso e o gato morre ou permanece vivo, mas deixa de ser uma mistura de ambos. Como é claro que o gato deve necessariamente estar vivo ou morto (não há estado intermediário entre a vida e a morte), isso será o mesmo para o núcleo atômico. Deve necessariamente ser dividido ou não dividido (Wikipedia).

Outra interpretação mais recente do experimento mental de Schrödinger é a história de Sheldon Cooper, da Teoria do Big Bang, que falou com o vizinho menos instruído de Penny. O ponto da história de Sheldon é que o conceito do gato de Schrödinger pode ser aplicado às relações entre as pessoas. Para entender o que está acontecendo entre um homem e uma mulher, que tipo de relacionamento entre eles: bom ou ruim, basta abrir a caixa. Até então, os relacionamentos são bons e ruins.

Abaixo está um videoclipe deste diálogo da Teoria do Big Bang entre Sheldon e Peny.

A ilustração de Schrödinger é melhor exemplo para descrever o principal paradoxo da física quântica: de acordo com suas leis, partículas como elétrons, fótons e até átomos existem em dois estados ao mesmo tempo (“vivo” e “morto”, se você se lembra do gato sofredor) . Esses estados são chamados de superposições.

físico americano Art Hobson da University of Arkansas (Arkansas State University) ofereceu sua solução para esse paradoxo.

"Medidas em física quântica baseiam-se no funcionamento de alguns dispositivos macroscópicos, como um contador Geiger, com a ajuda do qual estado quântico sistemas microscópicos - átomos, fótons e elétrons. A teoria quântica implica que se você conectar um sistema microscópico (partícula) a algum dispositivo macroscópico que distingue dois estados diferentes sistema, então o dispositivo (contador Geiger, por exemplo) entrará em um estado de emaranhamento quântico e também estará simultaneamente em duas superposições. No entanto, é impossível observar diretamente esse fenômeno, o que o torna inaceitável”, diz o físico.

Hobson diz que no paradoxo de Schrödinger, o gato desempenha o papel de um dispositivo macroscópico, um contador Geiger, conectado a um núcleo radioativo para determinar o estado de decaimento ou "não decaimento" desse núcleo. Nesse caso, um gato vivo será um indicador de "não decadência" e um gato morto - um indicador de decadência. Mas de acordo com a teoria quântica, o gato, como o núcleo, deve estar em duas superposições de vida e morte.

Em vez disso, de acordo com o físico, o estado quântico do gato deve estar emaranhado com o estado do átomo, o que significa que eles estão em uma “conexão não local” entre si. Ou seja, se o estado de um dos objetos emaranhados mudar repentinamente para o oposto, o estado de seu par também mudará da mesma maneira, não importa quão distantes estejam. Ao mesmo tempo, Hobson se refere à confirmação experimental dessa teoria quântica.

“O mais interessante da teoria do emaranhamento quântico é que a mudança no estado de ambas as partículas ocorre instantaneamente: nenhuma luz ou sinal eletromagnético teria tempo de transferir informações de um sistema para outro. Então você pode dizer que é um objeto dividido em duas partes pelo espaço, não importa quão grande seja a distância entre elas”, explica Hobson.

O gato de Schrödinger não está mais vivo e morto ao mesmo tempo. Ele está morto se a decadência acontecer, e vivo se a decadência nunca acontecer.

Acrescentamos que soluções semelhantes para esse paradoxo foram propostas por mais três grupos de cientistas nos últimos trinta anos, mas não foram levadas a sério e permaneceram despercebidas na ampla comunidade científica. Hobson observa que a solução dos paradoxos da mecânica quântica, pelo menos teórica, é absolutamente necessária para sua compreensão profunda.

Schrödinger

E recentemente, a TEÓRICA EXPLICAVA COMO A GRAVIDADE MATA O GATO DE SCHROEDINGER, mas isso já é mais complicado...

Como regra, os físicos explicam o fenômeno de que a superposição é possível no mundo das partículas, mas impossível com gatos ou outros objetos macro, interferência de meio Ambiente. Quando um objeto quântico passa por um campo ou interage com partículas aleatórias, ele imediatamente assume apenas um estado - como se fosse medido. É assim que a superposição entra em colapso, como os cientistas acreditavam.

Mas mesmo que de alguma forma fosse possível isolar o macroobjeto, que está em estado de superposição, das interações com outras partículas e campos, ele ainda mais cedo ou mais tarde assumiria um único estado. Por pelo menos, isso é verdade para processos que ocorrem na superfície da Terra.

“Em algum lugar no espaço interestelar, talvez um gato tenha a chance de manter a coerência quântica, mas na Terra ou perto de qualquer planeta isso é extremamente improvável. E a razão para isso é a gravidade”, explica o principal autor do novo estudo, Igor Pikovski (Igor Pikovski) do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Pikovsky e seus colegas da Universidade de Viena argumentam que a gravidade tem um efeito destrutivo nas superposições quânticas de macroobjetos e, portanto, não observamos tais fenômenos no macrocosmo. O conceito básico da nova hipótese, aliás, está resumido em longa metragem"Interestelar".

Einstein teoria geral A relatividade afirma que um objeto extremamente massivo deformará o espaço-tempo próximo a ele. Considerando a situação em um nível menor, podemos dizer que para uma molécula colocada perto da superfície da Terra, o tempo passará um pouco mais lento do que para uma que está na órbita do nosso planeta.

Devido à influência da gravidade no espaço-tempo, uma molécula que cai sob essa influência sofrerá um desvio em sua posição. E isso, por sua vez, também deve afetar sua energia interna - vibrações de partículas em uma molécula, que mudam com o tempo. Se uma molécula é introduzida em um estado de superposição quântica de duas localizações, então a relação entre a posição e energia interna logo faria com que a molécula "escolhesse" apenas uma das duas posições no espaço.

“Na maioria dos casos, o fenômeno de decoerência está associado a Influência externa, mas em este caso a vibração interna das partículas interage com o movimento da própria molécula”, explica Pikovsky.

Este efeito ainda não foi observado, uma vez que outras fontes de decoerência, como Campos magnéticos, radiação térmica e as vibrações tendem a ser muito mais fortes e fazem com que os sistemas quânticos se desfaçam muito antes da gravidade. Mas os experimentadores procuram testar a hipótese declarada.

Uma configuração semelhante também pode ser usada para testar a capacidade da gravidade de destruir sistemas quânticos. Para fazer isso, será necessário comparar os interferômetros vertical e horizontal: no primeiro, a superposição logo desaparecerá devido à dilatação do tempo em diferentes "alturas" do caminho, enquanto no segundo, a superposição quântica pode persistir .

fontes

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

Aqui está um pouco mais quase científico: por exemplo, e aqui. Se você ainda não sabe, leia sobre e o que é. E descobrimos o que O artigo original está no site InfoGlaz.rf Link para o artigo do qual esta cópia é feita -

Certamente você já ouviu mais de uma vez que existe um fenômeno como o "Gato de Schrödinger". Mas se você não é um físico, provavelmente imagina remotamente que tipo de gato é e por que é necessário.

« O gato de Shroedinger”- este é o nome do famoso experimento mental do famoso físico teórico austríaco Erwin Schrödinger, que também é vencedor do Prêmio Nobel. Com a ajuda desse experimento fictício, o cientista queria mostrar a incompletude da mecânica quântica na transição de sistemas subatômicos para sistemas macroscópicos.

Neste artigo, tenta-se explicar em termos simples a essência da teoria de Schrödinger sobre o gato e a mecânica quântica, de modo que seja acessível a uma pessoa que não tenha formação técnica superior. O artigo também apresentará várias interpretações do experimento, incluindo as da série Big Bang Theory.

Descrição do experimento

O artigo original de Erwin Schrödinger foi publicado em 1935. Nele, o experimento foi descrito usando ou mesmo personificado:

Você também pode construir casos em que o burlesco é suficiente. Deixe algum gato ser trancado em uma câmara de aço, junto com a seguinte máquina diabólica (que deve ser independente da intervenção do gato): dentro do contador Geiger há uma pequena quantidade de material radioativo, tão pequeno que apenas um átomo pode decair em uma hora, mas com o mesmo a probabilidade não pode desmoronar; se isso acontecer, o tubo de leitura é descarregado e um relé é acionado, baixando o martelo, que quebra o cone de ácido cianídrico.

Se deixarmos todo esse sistema sozinho por uma hora, podemos dizer que o gato estará vivo após esse tempo, desde que o átomo não decaia. O primeiro decaimento de um átomo teria envenenado o gato. A função psi do sistema como um todo expressará isso misturando-se ou espalhando o gato vivo e morto (perdoe a expressão) em proporções iguais. Típico nesses casos é que a incerteza, originalmente limitada ao mundo atômico, se transforma em uma incerteza macroscópica que pode ser eliminada pela observação direta. Isso nos impede de aceitar ingenuamente o "modelo de borrão" como reflexo da realidade. Por si só, isso não significa nada obscuro ou contraditório. Há uma diferença entre uma foto difusa ou fora de foco e uma foto de nuvem ou neblina.

Em outras palavras:

1. Há uma caixa e um gato. A caixa contém um mecanismo contendo um núcleo atômico radioativo e um recipiente de gás venenoso. Os parâmetros experimentais são escolhidos de modo que a probabilidade de decaimento nuclear em 1 hora seja de 50%. Se o núcleo se desintegrar, o recipiente de gás se abre e o gato morre. Se a desintegração do núcleo não ocorrer, o gato permanece vivo e bem.
2. Fechamos o gato em uma caixa, esperamos uma hora e nos perguntamos: o gato está vivo ou morto?
3. A mecânica quântica, por assim dizer, nos diz que o núcleo atômico (e, portanto, o gato) está em todos os estados possíveis ao mesmo tempo (veja superposição quântica). Antes de abrirmos a caixa, o sistema “cat-core” está no estado “o núcleo decaiu, o gato está morto” com uma probabilidade de 50% e no estado “o núcleo não decaiu, o gato está vivo” com probabilidade de 50%. Acontece que o gato sentado na caixa está vivo e morto ao mesmo tempo.
4. De acordo com a interpretação moderna de Copenhague, o gato ainda está vivo/morto sem nenhum estado intermediário. E a escolha do estado de decaimento do núcleo ocorre não no momento da abertura da caixa, mas mesmo quando o núcleo entra no detector. Porque a redução da função de onda do sistema "gato-detector-núcleo" não está ligada ao observador humano da caixa, mas está ligada ao detector-observador do núcleo.

Explicação em palavras simples

De acordo com a mecânica quântica, se o núcleo de um átomo não é observado, seu estado é descrito por uma mistura de dois estados - um núcleo decaído e um núcleo não decomposto, portanto, um gato sentado em uma caixa e personificando o núcleo de um átomo está vivo e morto ao mesmo tempo. Se a caixa for aberta, o experimentador poderá ver apenas um estado específico - "o núcleo se desintegrou, o gato está morto" ou "o núcleo não se desintegrou, o gato está vivo".

Essência na linguagem humana: O experimento de Schrödinger mostrou que, do ponto de vista da mecânica quântica, um gato está vivo e morto ao mesmo tempo, o que não pode ser. Consequentemente, a mecânica quântica tem falhas significativas.

A questão é esta: quando um sistema deixa de existir como uma mistura de dois estados e escolhe um concreto? O objetivo do experimento é mostrar que a mecânica quântica é incompleta sem algumas regras que especifiquem em que condições a função de onda entra em colapso e o gato morre ou permanece vivo, mas deixa de ser uma mistura de ambos. Como é claro que o gato deve necessariamente estar vivo ou morto (não há estado intermediário entre a vida e a morte), isso será o mesmo para o núcleo atômico. Deve necessariamente ser dividido ou não dividido (Wikipedia).

Vídeo de The Big Bang Theory

Outra interpretação mais recente do experimento mental de Schrödinger é a história de Sheldon Cooper, da Teoria do Big Bang, que falou com o vizinho menos instruído de Penny. O ponto da história de Sheldon é que o conceito do gato de Schrödinger pode ser aplicado às relações entre as pessoas. Para entender o que está acontecendo entre um homem e uma mulher, que tipo de relacionamento entre eles: bom ou ruim, basta abrir a caixa. Até então, os relacionamentos são bons e ruins.

Abaixo está um videoclipe deste diálogo da Teoria do Big Bang entre Sheldon e Peny.

O gato ainda estava vivo como resultado do experimento?

Para quem leu o artigo desatento, mas ainda se preocupa com o gato - boas notícias: não se preocupe, de acordo com nossos dados, como resultado de um experimento mental de um físico austríaco louco

NENHUM GATO FOI FERIDO