Schrödingers katt i enkla ord. "Schrödingers katt" - ett underhållande tankeexperiment

Om du är intresserad av en artikel om ett ämne från kvantfysik, så är det stor sannolikhet att du älskar TV-serien "The Big Bang Theory". Så, Sheldon Cooper kom med en ny tolkning Schrödingers tankeexperiment(Du hittar en video med detta fragment i slutet av artikeln). Men för att förstå Sheldons dialog med sin granne Penny, låt oss först övergå till den klassiska tolkningen. Så, Schrödingers katt med enkla ord.

I den här artikeln kommer vi att titta på:

Kort historisk bakgrund
Beskrivning av experimentet med Schrödingers katt
Lösningen på Schrödingers katt-paradoxen

Omedelbart goda nyheter. Under experimentet Schrödingers katt kom inte till skada. Eftersom fysikern Erwin Schrödinger, en av skaparna kvantmekanik, har precis genomfört ett tankeexperiment.

Innan vi dyker in i beskrivningen av experimentet, låt oss göra en miniutflykt till historien.

I början av förra seklet lyckades forskare titta in i mikrovärlden. Trots den externa likheten mellan "atom-elektron" -modellen med "Sun-Earth" -modellen, visade det sig att de välbekanta Newtonska lagarna för klassisk fysik inte fungerar i mikrokosmos. Därför dök en ny vetenskap upp - kvantfysiken och dess komponent - kvantmekaniken. Alla mikroskopiska föremål i mikrovärlden kallades kvanta.

Uppmärksamhet! Ett av kvantmekanikens postulat är "superposition". Det kommer att vara användbart för oss att förstå essensen av Schrödingers experiment.

"Superposition" är förmågan hos ett kvant (det kan vara en elektron, en foton, en atoms kärna) att inte vara i ett, utan i flera tillstånd samtidigt eller att vara i flera punkter i rymden samtidigt tid, om ingen tittar på honom

Detta är svårt för oss att förstå, för i vår värld kan ett föremål bara ha ett tillstånd, till exempel att vara antingen levande eller död. Och det kan bara vara på en specifik plats i rymden. Du kan läsa om "superposition" och de fantastiska resultaten av kvantfysikexperiment i den här artikeln.

Här är en enkel illustration av skillnaden mellan beteendet hos mikro- och makroobjekt. Placera en boll i en av de 2 lådorna. Därför att bollen är ett objekt i vår makrovärld, du kommer att säga med tillförsikt: "Bollen ligger bara i en av lådorna, medan den andra är tom." Om du istället för en boll tar en elektron, så kommer påståendet att det är i två rutor samtidigt vara sant. Så här fungerar mikrovärldens lagar. Exempel: Elektronen roterar i verkligheten inte runt atomkärnan, utan är lokaliserad på alla punkter i sfären runt kärnan samtidigt. Inom fysik och kemi kallas detta fenomen för "elektronmolnet".

Resume. Vi insåg att beteendet hos ett mycket litet föremål och ett stort föremål är föremål för olika lagar. Kvantfysikens lagar respektive den klassiska fysikens lagar.

Men det finns ingen vetenskap som skulle beskriva övergången från makrovärlden till mikrovärlden. Så Erwin Schrödinger beskrev sitt tankeexperiment just för att demonstrera ofullständigheten i den allmänna teorin om fysik. Han ville att Schrödingers paradox skulle visa att det finns en vetenskap för att beskriva stora objekt (klassisk fysik) och en vetenskap för att beskriva mikroobjekt (kvantfysik). Men.

det finns inte tillräckligt med vetenskap för att beskriva övergången från kvantsystem till makrosystem

Beskrivning av experimentet med Schrödingers katt Erwin Schrödinger beskrev ett tankeexperiment med en katt 1935. Den ursprungliga versionen av experimentbeskrivningen presenteras på Wikipedia ().

Schrödingers katt Wikipedia

Här är en version av beskrivningen av experimentet med Schrödingers katt i enkla ord:
En katt placerades i en stängd stållåda.
Schrödingerboxen innehåller en anordning med en radioaktiv kärna och giftig gas placerad i en behållare.
Kärnan kan sönderfalla inom 1 timme eller inte. Sannolikhet för förfall – 50%.
Om kärnan sönderfaller kommer geigerräknaren att registrera detta. Reläet kommer att fungera och hammaren kommer att bryta gasbehållaren. Schrödingers katt kommer att dö.

Om inte, kommer Schrödingers katt att vara vid liv.

Enligt kvantmekanikens lag om "superposition", vid en tidpunkt då vi inte observerar systemet, är kärnan i en atom (och därför katten) i 2 tillstånd samtidigt.

Kärnan är i ett förmultnat/oförstört tillstånd. Och katten är i ett tillstånd av att vara levande/död samtidigt.
Men vi vet med säkerhet att om "Schrödinger-lådan" öppnas, kan katten bara vara i ett av tillstånden:

om kärnan inte sönderfaller lever vår katt om kärnan sönderfaller är katten död Paradoxen med experimentet är det enligt kvantfysik : innan lådan öppnas är katten både levande och död samtidigt, men enligt fysikens lagar i vår värld är detta omöjligt. Katt

kan vara i ett specifikt tillstånd - att vara levande eller död

. Det finns inget blandat tillstånd "katten är levande/död" samtidigt.

Nu är lösningen. Var uppmärksam på det speciella mysteriet med kvantmekanik - observatörens paradox. Ett objekt i mikrovärlden (i vårt fall kärnan) befinner sig i flera tillstånd samtidigt bara när vi inte observerar systemet.

Till exempel, det berömda experimentet med 2 slitsar och en observatör. När en elektronstråle riktades mot en ogenomskinlig platta med 2 vertikala slitsar, målade elektronerna ett "vågmönster" på skärmen bakom plattan - vertikala alternerande mörka och ljusa ränder. Men när experimentörerna ville "se" hur elektroner flyger genom slitsarna och installerade en "observatör" på sidan av skärmen, ritade elektronerna inte ett "vågmönster" på skärmen, utan två vertikala ränder. Dessa. betedde sig inte som vågor, utan som partiklar.

Det verkar som att kvantpartiklar själva bestämmer vilket tillstånd de ska ta i det ögonblick de "mäts".

Baserat på detta låter den moderna Köpenhamnsförklaringen (tolkningen) av fenomenet "Schrödingers katt" så här:

Medan ingen observerar "cat-core"-systemet, är kärnan samtidigt i ett förfallnat/oförstört tillstånd. Men det är ett misstag att säga att katten är vid liv/död samtidigt. Varför? Ja, eftersom kvantfenomen inte observeras i makrosystem. Det skulle vara mer korrekt att inte tala om "cat-core"-systemet, utan om "core-detector (Geiger-räknare)"-systemet.

Kärnan väljer ett av tillstånden (förmultnat/oförfallnat) i ögonblicket för observation (eller mätning). Men detta val inträffar inte i det ögonblick då försöksledaren öppnar lådan (öppningen av lådan sker i makrovärlden, mycket långt från kärnans värld). Kärnan väljer sitt tillstånd i det ögonblick den träffar detektorn. Faktum är att systemet inte beskrivs tillräckligt i experimentet.

Köpenhamnstolkningen av Schrödingers katt-paradox förnekar alltså att Schrödingers katt fram till ögonblicket då lådan öppnades befann sig i ett tillstånd av superposition - var i tillståndet av en levande/död katt samtidigt. En katt i makrokosmos kan och existerar bara i ett tillstånd.

Resume. Schrödinger beskrev inte experimentet fullt ut. Det är inte korrekt (mer exakt, det är omöjligt att koppla ihop) makroskopiska och kvantsystem. Kvantlagar gäller inte i våra makrosystem. I detta experiment är det inte "cat-core" som interagerar, utan "cat-detector-core". Katten kommer från makrokosmos och "detektorkärnan"-systemet är från mikrokosmos. Och bara i sin kvantvärld kan en kärna vara i två tillstånd samtidigt. Detta inträffar innan kärnan mäts eller interagerar med detektorn. Men en katt i sitt makrokosmos kan och existerar bara i ett tillstånd. Det är därför, Det är bara vid första anblicken som det verkar som om kattens "levande eller döda" tillstånd bestäms i det ögonblick som lådan öppnas. Faktum är att dess öde bestäms i det ögonblick som detektorn interagerar med kärnan.

Slutlig sammanfattning. Tillståndet för "detektor-kärna-katt"-systemet är INTE associerat med personen - observatören av lådan, utan med detektorn - observatören av kärnan.

Puh. Min hjärna började nästan koka! Men vad skönt det är att själv förstå lösningen på paradoxen! Som i det gamla studentskämtet om läraren: "Medan jag berättade det förstod jag det själv!"

Sheldons tolkning av Schrödingers kattparadox

Nu kan du luta dig tillbaka och lyssna på Sheldons senaste tolkning av Schrödingers tankeexperiment. Kärnan i hans tolkning är att den kan tillämpas i relationer mellan människor. Att förstå bra relation mellan en man och en kvinna eller dåligt - du måste öppna lådan (gå på en dejt). Och innan dess var de både bra och dåliga på samma gång.

Tja, hur gillar du det här "gulliga experimentet"? Numera skulle Schrödinger få mycket straff av djurrättsaktivister för sådana brutala tankeexperiment med en katt. Eller det kanske inte var en katt, utan Schrödingers katt?! Stackars flicka, hon led nog av denna Schrödinger (((

Vi ses i nästa publikationer!

Jag önskar er alla en bra dag och en trevlig kväll!

P.S. Dela dina tankar i kommentarerna. Och ställ frågor.

P.S. Prenumerera på bloggen - prenumerationsformuläret finns under artikeln.

Till min skam vill jag erkänna att jag hörde detta uttryck, men visste inte vad det betydde eller ens om vilket ämne det användes. Låt mig berätta vad jag läste på Internet om denna katt...

« Schrödingers katt» - det här är namnet på det berömda tankeexperimentet av den berömde österrikiske teoretiske fysikern Erwin Schrödinger, som också är nobelpristagare. Med hjälp av detta fiktiva experiment ville forskaren visa kvantmekanikens ofullständighet i övergången från subatomära system till makroskopiska system.

Originalartikeln av Erwin Schrödinger publicerades 1935. Här är citatet:

Du kan också konstruera fall där det är ganska burlesk. Låt någon katt låsas in i en stålkammare med följande djävulska maskin (vilket borde vara oavsett kattens ingripande): inuti en geigerräknare finns en liten mängd radioaktivt ämne, så litet att bara en atom kan sönderfalla på en timme, men med samma sannolikhet kanske inte sönderfaller; om detta händer, töms läsröret och reläet aktiveras, vilket släpper hammaren, som bryter kolven med cyanvätesyra.

Om vi lämnar hela detta system för sig själv i en timme, då kan vi säga att katten kommer att vara vid liv efter denna tid, så länge atomen inte sönderfaller. Det första atomära förfallet skulle förgifta katten. Systemets psi-funktion som helhet kommer att uttrycka detta genom att blanda eller smeta en levande och en död katt (ursäkta uttrycket) i lika delar. Det typiska i sådana fall är att osäkerhet som ursprungligen var begränsad till atomvärlden förvandlas till makroskopisk osäkerhet, som kan elimineras genom direkt observation. Detta hindrar oss från att naivt acceptera "oskärpa modellen" som återspeglar verkligheten. Detta betyder i sig inget oklart eller motsägelsefullt. Det är skillnad på ett suddigt eller ofokuserat foto och ett foto av moln eller dimma.

Med andra ord:

Det finns en låda och en katt. Lådan innehåller en mekanism som innehåller en radioaktiv atomkärna och en behållare med giftig gas. De experimentella parametrarna valdes så att sannolikheten för nukleärt sönderfall inom 1 timme är 50 %. Om kärnan sönderfaller öppnas en behållare med gas och katten dör. Om kärnan inte sönderfaller förblir katten vid liv och mår bra.
Vi stänger in katten i en låda, väntar en timme och frågar oss själva: lever eller är katten död?
Kvantmekaniken verkar berätta för oss att atomkärnan (och därför katten) finns i alla möjliga stater samtidigt (se kvantöverlagring). Innan vi öppnar lådan är kattkärnsystemet i tillståndet "kärnan har förfallit, katten är död" med en sannolikhet på 50% och i tillståndet "kärnan har inte förfallit, katten lever" med en sannolikhet på 50 %. Det visar sig att katten som sitter i boxen är både levande och död samtidigt.
Enligt den moderna Köpenhamnstolkningen är katten levande/död utan några mellanliggande tillstånd. Och valet av kärnans sönderfallstillstånd sker inte i ögonblicket för att öppna lådan, utan även när kärnan kommer in i detektorn. Eftersom minskningen av vågfunktionen för "katt-detektor-kärna"-systemet inte är associerad med den mänskliga observatören av lådan, utan är associerad med detektor-observatören av kärnan.

Enligt kvantmekaniken, om en atoms kärna inte observeras, så beskrivs dess tillstånd av en blandning av två tillstånd - en sönderfallen kärna och en oförmörd kärna, därför en katt som sitter i en låda och personifierar kärnan i en atom är både levande och död samtidigt. Om lådan öppnas kan försöksledaren bara se ett specifikt tillstånd - "kärnan har förfallit, katten är död" eller "kärnan har inte förfallit, katten lever."

Kärnan i mänskligt språk

Schrödingers experiment visade att katten ur kvantmekanikens synvinkel är både levande och död, vilket inte kan vara det. Därför har kvantmekaniken betydande brister.

Frågan är: när upphör ett system att existera som en blandning av två tillstånd och väljer ett specifikt? Syftet med experimentet är att visa att kvantmekaniken är ofullständig utan några regler som anger under vilka förhållanden vågfunktionen kollapsar och katten antingen blir död eller förblir vid liv men är inte längre en blandning av båda. Eftersom det är tydligt att en katt måste vara antingen levande eller död (det finns inget tillstånd mellan liv och död), kommer detta att vara liknande för atomkärnan. Det måste vara antingen förfallit eller oförfallet (Wikipedia).

En annan nyare tolkning av Schrödingers tankeexperiment är en historia som Sheldon Cooper, Big Bang Theorys hjälte, berättade för sin mindre utbildade granne Penny. Poängen med Sheldons berättelse är att begreppet Schrödingers katt kan appliceras på mänskliga relationer. För att förstå vad som händer mellan en man och en kvinna, vilken typ av relation är mellan dem: bra eller dålig, du behöver bara öppna rutan. Tills dess är relationen både bra och dålig.

Nedan är ett videoklipp av detta Big Bang Theory-utbyte mellan Sheldon och Penia.

Schrödingers illustration är bästa exemplet för att beskriva kvantfysikens huvudparadox: enligt dess lagar existerar partiklar som elektroner, fotoner och till och med atomer i två tillstånd samtidigt ("levande" och "död", om du kommer ihåg den långlidande katten). Dessa tillstånd kallas superpositioner.

Den amerikanske fysikern Art Hobson från University of Arkansas (Arkansas State University) föreslog sin lösning på denna paradox.

"Mätningar inom kvantfysik är baserade på driften av vissa makroskopiska enheter, till exempel en Geigerräknare, med hjälp av vilken kvanttillståndet för mikroskopiska system - atomer, fotoner och elektroner bestäms. Kvantteorin innebär att om du ansluter ett mikroskopiskt system (partikel) till någon makroskopisk enhet som skiljer två olika tillstånd i systemet, så kommer enheten (geigerräknaren, till exempel) att gå in i ett tillstånd av kvanttrassling och även hamna i två superpositioner samtidigt. Det är dock omöjligt att observera detta fenomen direkt, vilket gör det oacceptabelt”, säger fysikern.

Hobson säger att i Schrödingers paradox spelar katten rollen som en makroskopisk anordning, en geigerräknare, kopplad till en radioaktiv kärna för att bestämma tillståndet för sönderfall eller "icke-sönderfall" av den kärnan. I det här fallet kommer en levande katt att vara en indikator på "icke-förfall", och en död katt kommer att vara en indikator på förfall. Men enligt kvantteorin måste katten, liksom kärnan, existera i två överlagringar av liv och död.

Istället, säger fysikern, borde kattens kvanttillstånd vara intrasslat med atomens tillstånd, vilket betyder att de är i ett "icke-lokalt förhållande" med varandra. Det vill säga, om tillståndet för ett av de intrasslade objekten plötsligt ändras till det motsatta, kommer även tillståndet för dess par att förändras, oavsett hur långt de är från varandra. Samtidigt hänvisar Hobson till experimentell bekräftelse av denna kvantteori.

"Det mest intressanta med teorin om kvantintrassling är att förändringen i tillståndet för båda partiklarna sker omedelbart: inget ljus eller elektromagnetisk signal skulle ha tid att överföra information från ett system till ett annat. Så man kan säga att det är ett objekt som är uppdelat i två delar av rymden, oavsett hur stort avståndet är mellan dem”, förklarar Hobson.

Schrödingers katt är inte längre levande och död samtidigt. Han är död om sönderfallet inträffar, och levande om sönderfallet aldrig inträffar.

Låt oss tillägga att liknande lösningar på denna paradox föreslogs av ytterligare tre grupper av vetenskapsmän under de senaste trettio åren, men de togs inte på allvar och förblev obemärkta i breda vetenskapliga kretsar. Hobson noterar att att lösa kvantmekanikens paradoxer, åtminstone teoretiskt, är absolut nödvändigt för dess djupgående förståelse.

Schrödinger

Men alldeles nyligen TEORITER FÖRKLARAR HUR GRAVITATION DÖDAR SCHRODINGERS KATT, men det här är mer komplicerat...

Som regel förklarar fysiker fenomenet att superposition är möjlig i partikelvärlden, men är omöjlig med katter eller andra makroobjekt, interferens från miljö. När ett kvantobjekt passerar genom ett fält eller interagerar med slumpmässiga partiklar, antar det omedelbart bara ett tillstånd – som om det hade mätts. Det är precis så som superpositionen förstörs, som forskare trodde.

Men även om det på något sätt skulle bli möjligt att isolera ett makroobjekt i ett tillstånd av superposition från interaktioner med andra partiklar och fält, skulle det ändå förr eller senare anta ett enda tillstånd. Åtminstone är detta sant för processer som sker på jordens yta.

"Någonstans i det interstellära rymden kanske en katt skulle ha en chans att upprätthålla kvantkoherens, men på jorden eller i närheten av någon planet är detta extremt osannolikt. Och anledningen till detta är gravitationen”, förklarar huvudförfattaren till den nya studien, Igor Pikovski från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Pikovsky och hans kollegor från universitetet i Wien hävdar att gravitationen har en destruktiv effekt på kvantöverlagringar av makroobjekt, och därför observerar vi inte liknande fenomen i makrokosmos. Grundkonceptet för den nya hypotesen, förresten, beskrivs kortfattat i långfilm"Interstellär".

Einsteins allmänna relativitetsteori säger att ett extremt massivt föremål kommer att böja rumtiden runt det. Med tanke på situationen på en mindre nivå kan vi säga att för en molekyl som placeras nära jordens yta kommer tiden att gå något långsammare än för en som befinner sig i vår planets omloppsbana.

På grund av gravitationens inverkan på rum-tiden kommer en molekyl som påverkas av denna påverkan att uppleva en avvikelse i sin position. Och detta bör i sin tur påverka dess inre energi - vibrationer av partiklar i en molekyl som förändras över tiden. Om en molekyl introducerades i ett tillstånd av kvantöverlagring av två platser, skulle förhållandet mellan position och intern energi snart tvinga molekylen att "välja" endast en av de två positionerna i rymden.

”I de flesta fall är fenomenet dekoherens förknippat med yttre påverkan, men i det här fallet interagerar partiklarnas inre vibration med själva molekylens rörelse”, förklarar Pikovsky.

Denna effekt har ännu inte observerats, eftersom andra källor till dekoherens, som t.ex magnetiska fält, termisk strålning och vibrationer är vanligtvis mycket starkare och orsakar förstörelse av kvantsystem långt innan gravitationen gör det. Men försöksledare strävar efter att testa hypotesen.

En liknande uppställning skulle också kunna användas för att testa gravitationens förmåga att förstöra kvantsystem. För att göra detta kommer det att vara nödvändigt att jämföra vertikala och horisontella interferometrar: i den första bör superpositionen snart försvinna på grund av tidsutvidgning på olika "höjder" av banan, medan i den andra kan kvantöverlagringen finnas kvar.

24 juni 2015

Till min skam vill jag erkänna att jag hörde detta uttryck, men visste inte vad det betydde eller ens om vilket ämne det användes. Låt mig berätta vad jag läste på Internet om denna katt...

« Schrödingers katt"- detta är namnet på det berömda tankeexperimentet av den berömde österrikiske teoretiska fysikern Erwin Schrödinger, som också är nobelpristagare. Med hjälp av detta fiktiva experiment ville forskaren visa kvantmekanikens ofullständighet i övergången från subatomära system till makroskopiska system.

Originalartikeln av Erwin Schrödinger publicerades 1935. Här är citatet:

Med andra ord:

Det finns en låda och en katt. Lådan innehåller en mekanism som innehåller en radioaktiv atomkärna och en behållare med giftig gas. De experimentella parametrarna valdes så att sannolikheten för nukleärt sönderfall inom 1 timme är 50 %. Om kärnan sönderfaller öppnas en behållare med gas och katten dör. Om kärnan inte sönderfaller förblir katten vid liv och mår bra.
Vi stänger katten i en låda, väntar en timme och frågar oss själva: lever eller är katten död?
Kvantmekaniken verkar berätta för oss att atomkärnan (och därför katten) är i alla möjliga tillstånd samtidigt (se kvantöverlagring). Innan vi öppnar lådan är kattkärnsystemet i tillståndet "kärnan har förfallit, katten är död" med en sannolikhet på 50% och i tillståndet "kärnan har inte förfallit, katten lever" med en sannolikhet på 50 %. Det visar sig att katten som sitter i boxen är både levande och död samtidigt.
Enligt den moderna Köpenhamnstolkningen är katten levande/död utan några mellanliggande tillstånd. Och valet av kärnans sönderfallstillstånd sker inte i ögonblicket för att öppna lådan, utan även när kärnan kommer in i detektorn. Eftersom minskningen av vågfunktionen för "katt-detektor-kärna"-systemet inte är associerad med den mänskliga observatören av lådan, utan är associerad med detektor-observatören av kärnan.

Enligt kvantmekaniken, om ingen observation görs av en atoms kärna, så beskrivs dess tillstånd av en blandning av två tillstånd - en sönderfallen kärna och en odödad kärna, därför en katt som sitter i en låda och personifierar kärnan av en atom är både levande och död samtidigt. Om lådan öppnas kan försöksledaren bara se ett specifikt tillstånd - "kärnan har förfallit, katten är död" eller "kärnan har inte förfallit, katten lever."

Kärnan i mänskligt språk: Schrödingers experiment visade att katten ur kvantmekanikens synvinkel är både levande och död, vilket inte kan vara det. Därför har kvantmekaniken betydande brister.

Nedan är ett videoklipp av detta Big Bang Theory-utbyte mellan Sheldon och Penia.

Schrödingers illustration är det bästa exemplet för att beskriva kvantfysikens huvudparadox: enligt dess lagar existerar partiklar som elektroner, fotoner och till och med atomer i två tillstånd samtidigt ("levande" och "döda", om du kommer ihåg långmodig katt). Dessa tillstånd kallas superpositioner.

Den amerikanske fysikern Art Hobson från University of Arkansas (Arkansas State University) föreslog sin lösning på denna paradox.

"Det mest intressanta med teorin om kvantintrassling är att förändringen i tillståndet för båda partiklarna sker omedelbart: inget ljus eller elektromagnetisk signal skulle ha tid att överföra information från ett system till ett annat. Så man kan säga att det är ett objekt uppdelat i två delar av rymden, oavsett hur stort avståndet mellan dem är”, förklarar Hobson.

Schrödingers katt är inte längre levande och död samtidigt. Han är död om sönderfallet inträffar, och levande om sönderfallet aldrig inträffar.

Schrödinger

Men alldeles nyligen har teoretiker förklarat HUR GRAVITATION DÖDAR SCHRODINGERS KATT, men det här är mer komplicerat...

Som regel förklarar fysiker fenomenet att superposition är möjlig i partikelvärlden, men omöjlig med katter eller andra makroobjekt, störningar från miljön. När ett kvantobjekt passerar genom ett fält eller interagerar med slumpmässiga partiklar, antar det omedelbart bara ett tillstånd - som om det skulle mätas. Det är precis så som superpositionen förstörs, som forskare trodde.

Pikovsky och hans kollegor från universitetet i Wien hävdar att gravitationen har en destruktiv effekt på kvantöverlagringar av makroobjekt, och därför observerar vi inte liknande fenomen i makrokosmos. Grundkonceptet för den nya hypotesen, för övrigt, beskrivs kortfattat i långfilmen "Interstellar".

"I de flesta fall är fenomenet dekoherens förknippat med yttre påverkan, men i det här fallet interagerar partiklarnas inre vibration med själva molekylens rörelse", förklarar Pikovsky.

Denna effekt har ännu inte observerats eftersom andra källor till dekoherens, såsom magnetfält, termisk strålning och vibrationer, vanligtvis är mycket starkare, vilket orsakar förstörelse av kvantsystem långt innan gravitationen gör det. Men försöksledare strävar efter att testa hypotesen.

källor

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

Här är lite mer pseudovetenskapligt: till exempel och här. Om du inte vet ännu, läs om och vad det är. Och vi får reda på vad Originalartikeln finns på hemsidan InfoGlaz.rf Länk till artikeln som denna kopia gjordes från -

Schrödingers katt är känd tankeexperiment. Den regisserades av den berömde Nobelpristagaren inom fysikområdet, den österrikiske vetenskapsmannen Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger.

Kärnan i experimentet var följande. En katt placerades i en stängd kammare (låda). Lådan är utrustad med en mekanism som innehåller en radioaktiv kärna och giftig gas. Parametrarna är valda så att sannolikheten för kärnkraftsförfall på en timme är exakt femtio procent. Om kärnan sönderfaller kommer mekanismen att träda i kraft och en behållare med giftig gas öppnas. Därför kommer Schrödingers katt att dö.

Enligt lagarna, om du inte observerar kärnan, kommer dess tillstånd att beskrivas av två huvudtillstånd - de sönderfallna och icke-förmultnade kärnorna. Och här uppstår en paradox: Schrödingers katt, som sitter i en låda, kan vara både död och levande på samma gång. Men om lådan öppnas kommer försöksledaren bara se ett specifikt tillstånd. Antingen "förföll kärnan och katten är död", eller "kärnan förföll inte och Schrödingers katt lever."

Logiskt sett kommer vi att ha en av två saker vid utgången: antingen en levande katt eller en död. Men potentiellt är djuret i båda tillstånden samtidigt. Schrödinger försökte på detta sätt bevisa sin åsikt om kvantmekanikens begränsningar.

Enligt Köpenhamnstolkningen och detta experiment i synnerhet, förvärvar en katt i en av dess potentiella faser (död-levande) dessa egenskaper först efter att en utomstående observatör ingriper i processen. Men så länge som denna observatör inte är där (detta innebär närvaron av en specifik personlighet som har fördelarna med klarhet i synen och medvetandet), kommer katten att vara i limbo "mellan liv och död."

Den berömda antika liknelsen om att en katt går själv får nya, intressanta nyanser i samband med detta experiment.

Enligt Everett, som skiljer sig markant från den klassiska Köpenhamn, anses observationsprocessen inte vara något speciellt. Båda anger att Schrödingers katt kan vara i kan existera i denna tolkning. Men de bryter samman med varandra. Detta innebär att enheten i dessa stater kommer att störas just som ett resultat av interaktion med omvärlden. Det är observatören som öppnar lådan som bringar osämja i kattens tillstånd.

Det finns en åsikt att det sista ordet i denna fråga bör överlåtas till en sådan varelse som Schrödingers katt. Meningen med en sådan åsikt är acceptansen av det faktum att i hela detta experiment är djuret den enda absolut kompetenta observatören. Till exempel presenterade forskarna Max Tegmark, Bruno Marshall och Hans Moraven en modifiering av experimentet ovan, där huvudsynpunkten är kattens åsikt. I det här fallet överlever Schrödingers katt utan tvekan, eftersom endast den överlevande katten kan observera resultaten. Men vetenskapsmannen Nadav Katz publicerade sina resultat där han kunde "återställa" partikelns tillstånd efter att ha ändrat dess tillstånd. Således ökar kattens chanser att överleva avsevärt.

Det fanns en sorts "sekundär" kvalitet. Själv sysslade han sällan med ett specifikt vetenskapligt problem. Hans favoritgenre av arbete var svar på någon annans vetenskapliga forskning, utveckling av detta arbete eller kritik av det. Trots att Schrödinger själv var individualist till sin natur behövde han alltid någon annans tanke, stöd för fortsatt arbete. Trots detta märkliga tillvägagångssätt lyckades Schrödinger göra många upptäckter.

Biografisk information

Schrödingers teori är nu inte bara känd för studenter vid fysik- och matematikavdelningar. Det kommer att vara av intresse för alla som är intresserade av populärvetenskap. Denna teori skapades av den berömda fysikern E. Schrödinger, som gick till historien som en av skaparna av kvantmekaniken. Forskaren föddes den 12 augusti 1887 i familjen till ägaren av en vaxduksfabrik. Den framtida vetenskapsmannen, känd över hela världen för sin gåta, var förtjust i botanik och teckning som barn. Hans första mentor var hans far. 1906 började Schrödinger sina studier vid universitetet i Wien, under vilka han började beundra fysik. När den första kom världskrig, forskaren gick för att tjänstgöra som artillerist. I ledig tid studerade Albert Einsteins teorier.

I början av 1927 hade en dramatisk situation utvecklats inom vetenskapen. E. Schrödinger trodde att grunden för teorin om kvantprocesser borde vara idén om vågkontinuitet. Heisenberg, tvärtom, trodde att grunden för detta kunskapsområde borde vara begreppet diskret av vågor, såväl som idén om kvantsprång. Niels Bohr accepterade inte någondera positionen.

Framsteg inom vetenskapen

Schrödinger fick Nobelpriset för sitt skapande av begreppet vågmekanik 1933. Men uppfostrad i klassisk fysiks traditioner kunde forskaren inte tänka i andra kategorier och ansåg inte att kvantmekaniken var en fullfjädrad kunskapsgren. Han kunde inte vara nöjd med det dubbla beteendet hos partiklar, och han försökte reducera det uteslutande till vågbeteende. I sin diskussion med N. Bohr uttryckte Schrödinger det så här: "Om vi planerar att bevara dessa kvantsprång inom vetenskapen, så ångrar jag i allmänhet att jag kopplade ihop mitt liv med atomfysik."

Fortsatt arbete av forskaren

Dessutom var Schrödinger inte bara en av skaparna av modern kvantmekanik. Det var han som var vetenskapsmannen som introducerade termen "beskrivningens objektivitet" i vetenskapligt bruk. Detta är vetenskapliga teoriers förmåga att beskriva verkligheten utan deltagande av en observatör. Hans ytterligare forskning ägnades åt relativitetsteorin, termodynamiska processer och olinjär Born-elektrodynamik. Forskare har också gjort flera försök att skapa en enhetlig fältteori. Dessutom talade E. Schrödinger sex språk.

Den mest kända gåtan

Schrödingers teori, där samma katt förekommer, växte fram ur vetenskapsmannens kritik av kvantteorin. Ett av dess huvudpostulat säger att även om systemet inte observeras är det i ett tillstånd av superposition. Nämligen i två eller flera tillstånd som utesluter varandras existens. Superpositionstillståndet inom vetenskapen har följande definition: detta är förmågan hos ett kvant, som också kan vara en elektron, foton, eller till exempel kärnan i en atom, att samtidigt vara i två tillstånd eller till och med på två punkter i rymden i ett ögonblick då ingen observerar det.

Objekt i olika världar

Det är väldigt svårt för en vanlig människa att förstå en sådan definition. När allt kommer omkring kan varje föremål i den materiella världen vara antingen vid en punkt i rymden eller vid en annan. Detta fenomen kan illustreras enligt följande. Observatören tar två lådor och lägger en tennisboll i en av dem. Det kommer att vara tydligt att det är i den ena lådan och inte i den andra. Men om du lägger en elektron i en av behållarna, kommer följande påstående att vara sant: denna partikel är samtidigt i två lådor, oavsett hur paradoxalt det kan verka. På samma sätt finns inte en elektron i en atom vid en strikt definierad punkt vid ett eller annat tillfälle. Den roterar runt kärnan, som ligger på alla punkter i omloppsbanan samtidigt. Inom vetenskapen kallas detta fenomen för ett "elektronmoln".

Vad ville forskaren bevisa?

Således är beteendet hos små och stora föremål implementerat i en helt olika regler. I kvantvärlden finns det några lagar, och i makrovärlden - helt andra. Det finns dock inget koncept som skulle förklara övergången från världen av materiella föremål som är bekanta för människor till mikrovärlden. Schrödingers teori skapades för att påvisa otillräckligheten i forskning inom fysikområdet. Forskaren ville visa att det finns en vetenskap vars mål är att beskriva små föremål, och det finns ett kunskapsområde som studerar vanliga föremål. Till stor del tack vare forskarens arbete delades fysiken upp i två områden: kvant och klassisk.

Schrödingers teori: beskrivning

Forskaren beskrev sitt berömda tankeexperiment 1935. När Schrödinger utförde det förlitade sig på superpositionsprincipen. Schrödinger betonade att så länge vi inte observerar fotonen kan den vara antingen en partikel eller en våg; både röd och grön; både runda och fyrkantiga. Denna princip om osäkerhet, som direkt följer av begreppet kvantdualism, användes av Schrödinger i sin berömda gåta om katten. Innebörden av experimentet i korthet är följande:

En katt placeras i en stängd låda, samt en behållare som innehåller cyanväte och ett radioaktivt ämne.
Kärnan kan sönderfalla inom en timme. Sannolikheten för detta är 50%.
Om en atomkärna sönderfaller kommer den att registreras av en geigerräknare. Mekanismen kommer att fungera, och giftlådan kommer att brytas. Katten kommer att dö.
Om förfall inte inträffar, kommer Schrödingers katt att vara vid liv.

Enligt denna teori, tills katten observeras, är den samtidigt i två tillstånd (död och levande), precis som kärnan i en atom (förmultnat eller inte sönderfallit). Naturligtvis är detta endast möjligt enligt kvantvärldens lagar. I makrokosmos kan en katt inte vara både levande och död samtidigt.

Observatörens paradox

För att förstå kärnan i Schrödingers teori är det också nödvändigt att förstå observatörens paradox. Dess betydelse är att objekt i mikrovärlden kan vara i två tillstånd samtidigt endast när de inte observeras. Till exempel är det så kallade "Experimentet med 2 slitsar och en observatör" känt inom vetenskapen. Forskarna riktade en elektronstråle mot en ogenomskinlig platta där två vertikala slitsar gjordes. På skärmen bakom plattan målade elektronerna ett vågmönster. Med andra ord lämnade de svarta och vita ränder. När forskarna ville observera hur elektroner flög genom slitsarna visade partiklarna bara två vertikala ränder på skärmen. De betedde sig som partiklar, inte som vågor.

Köpenhamns förklaring

Den moderna förklaringen av Schrödingers teori kallas den Köpenhamn. Utifrån observatörens paradox låter det så här: så länge ingen observerar kärnan i en atom i systemet, är den samtidigt i två tillstånd - sönderfallen och oförtappad. Men påståendet att en katt är levande och död samtidigt är extremt felaktig. När allt kommer omkring, i makrokosmos observeras aldrig samma fenomen som i mikrokosmos.

Därför talar vi inte om "katt-kärnan" -systemet, utan om det faktum att Geigerräknaren och atomkärnan är sammankopplade. Kärnan kan välja ett eller annat tillstånd i det ögonblick då mätningar görs. Dock givet val sker inte i det ögonblick då försöksledaren öppnar lådan med Schrödingers katt. Faktum är att öppningen av lådan sker i makrokosmos. Med andra ord i ett system som är väldigt långt ifrån atomvärlden. Därför väljer kärnan sitt tillstånd exakt i det ögonblick då den träffar Geigerräknarens detektor. Erwin Schrödinger beskrev alltså inte systemet tillräckligt fullständigt i sitt tankeexperiment.

Allmänna slutsatser

Det är alltså inte helt korrekt att koppla ihop makrosystemet med den mikroskopiska världen. I makrokosmos förlorar kvantlagarna sin kraft. En atoms kärna kan vara i två tillstånd samtidigt endast i mikrokosmos. Detsamma kan inte sägas om katten, eftersom den är ett objekt i makrokosmos. Därför verkar det bara vid första anblicken att katten går från en superposition till ett av tillstånden i det ögonblick som lådan öppnas. I verkligheten bestäms dess öde i det ögonblick då atomkärnan interagerar med detektorn. Slutsatsen kan dras som följer: systemets tillstånd i Erwin Schrödingers gåta har ingenting med personen att göra. Det beror inte på experimentatorn, utan på detektorn - objektet som "observerar" kärnan.

Fortsättning på konceptet

Schrödingers teori beskrivs i enkla ord enligt följande: medan betraktaren inte tittar på systemet kan det vara i två tillstånd samtidigt. En annan vetenskapsman, Eugene Wigner, gick dock längre och bestämde sig för att föra Schrödingers koncept till en punkt av fullständig absurditet. "Ursäkta mig!" sa Wigner, "Tänk om hans kollega står bredvid försöksledaren och tittar på katten?" Partnern vet inte exakt vad försöksledaren själv såg i ögonblicket när han öppnade lådan med katten. Schrödingers katt kommer ur superposition. Dock inte för en medobservatör. Först i det ögonblick då kattens öde blir känt för den senare kan djuret slutligen kallas levande eller död. Dessutom lever miljarder människor på planeten jorden. Och den slutliga domen kan göras först när resultatet av experimentet blir alla levande varelsers egendom. Naturligtvis kan du kort berätta för alla människor kattens öde och Schrödingers teori, men detta är en mycket lång och arbetskrävande process.

Principerna för kvantdualism i fysiken motbevisades aldrig av Schrödingers tankeexperiment. På sätt och vis kan varje varelse sägas vara varken levande eller död (i superposition) så länge det finns åtminstone en person som inte observerar det.