1. Pisica lui Schrodinger
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrodinger, s-a nascut la data de 12
august 1887 Viena, a decedat la data de 4 ianuarie 1961. Acest fizician austriac
a predat fizica teoretica la Berlin, Graz si Dublin, el este totodata si fondatorul
mecanicii ondulatorii, a carei ecuatie fundamentala ii poarta numele. Pentru
contributiile sale, printre care studierea elementului radiu si definitivarea teorii
culorii, a fost laureat al premiului Nobel pentru fizica in 1933.
Prima sa lucrare de mecanica ondulatorie (1926), inlocuieste electronul din
modelul atomic al lui Niels Bohr cu o serie de unde (teoria lui Louis de Broglie),
cum ca electronii se comporta ca niste unde.
Aceasta teorie este incorporata in ceea ce mai tarziu, va deveni cunoscut,
sub numele de ecuatia lui Schroedinger.
In 1935, Schroedinger dorind sa demonstreze o parte din lacunele si
absurditatile prezente la acel moment, in fizica cuantica, imagineaza un
experiment.
Originile experimentului:
Acest experiment e o urmare a discutiilor despre paradoxul EPR (numit
astfel dupa autorii sai Einstein, Podolsky si Rosen, 1935). Acest paradox atragea
atentia asupra naturii stranii a superpozitii cuantice, adica o combinare a tuturor
starilor cuantice ale sistemului. Schroedinger si Einstein au discutat mult despre
acest paradox, Einstein a folosit drept argument faptul ca superpozitia cuantica
a unui butoias cu praf de pusca va contine, dupa un timp, atat componente
neexplodate cat si explodate.
Conform interpretarii Copenhaga, superpozitia va decadea intr-o stare
definita exact, in momentul in care are loc masurarea cuantica.
Esenta teoriei e ca orice particula cuantica se afla intr-o superpozitie de
stari (poate sa fie alba si neagra, sus si jos, etc.) pana in clipa in care este
observata.Asta deoarece in mecanica cuantica, lumea microscopica este descrisa
in termeni de probabilitate, deci nu putem vorbi de pozitia unei particule, ci
numai de probabilitatea ca ea se afla intr-un loc anume.
In 1927 Werner Heisenberg formuleaza principiul incertitudinii : daca se
incearca localizarea exacta a unei particule, atunci nu se mai poate determina,
simultan si precis, cu ce viteza se deplaseaza si in ce directive.
2. Experimentul propriu-zis:
Schroedinger a scris :Putem imagina chiar cazuri destul de ridicole. O
pisic este 樽nchis 樽ntr-o camer din o el, 樽mpreun cu urmtorul dispozitiv
(care trebuie s fie ferit de interac iunea direct cu pisica): 樽ntr-un detector
Geiger-M端ller se afl o cantitate mic de material radioactiv, at但t de mic 樽nc但t,
in decurs de o or, doar un singur atom probabil se va dezintegra, sau cu egal
probabilitate, poate niciunul; dac
totu i se 樽nt但mpl, detectorul
Geiger va genera un semnal si prin
intermediul unui releu elibereaz
un ciocan care sparge o mic fiola
de cianur. Dac lsam
nesupravegheat 樽ntregul sistem
timp de o or, putem spune c
pisica trie te 樽nc dac 樽n acest
timp nici un atom nu s-a
dezintegrat. Func ia de und a
樽ntregului sistem va exprima acest
fapt av但nd 樽n ea pisica vie- i-
moart sau 樽mpr tiat 樽n pr i egale.
Faimosul experiment mental al lui Schr旦dinger ridic 樽ntrebarea: c但nd un
sistem cuantic 樽nceteaz s existe ca un amestec de stri i devine unul dintre
ele? (Mai tehnic, c但nd 樽nceteaz starea cuantic actual s mai fie o combina ie
liniar de stri, fiecare dintre ele semn但nd cu stri clasice diferite, 樽ncep但nd 樽n
schimb s aib o descriere clasic unic?) Dac pisica supravie uie te, ea 樽 i
aminte te c a fost mereu vie. ns consecin ele experimentului EPR care sunt
consistente cu mecanica cuantic microscopic standard arat c obiectele
macroscopice, precum pisicile, nu au tot timpul o descriere clasic unic. Scopul
experimentului mental este de a ilustra acest aparent paradox: intui ia noastr
spune c nici un observator nu poate fi 樽ntr-un amestec de stri, 樽n timp ce
pisicile, spre exemplu, pot s fie un asemenea amestec. E nevoie ca pisicile s fie
observatori, sau existen a lor 樽ntr-o singur stare clasic bine definit necesit
un alt observator extern?
