Hvad er Schrödingers Cat?

Det er vigtigt at bemærke, at ingen faktiske katte, ægte eller superpositioneret , blev skadet under oprettelsen af denne Wisegeek -artikel.(Inside vittighed for fysik majors).

Erwin Schrödinger var en samtid af andre fremtrædende fysikere som Albert Einstein og Neils Bohr, skønt han var mere interesseret i et relativt nyt felt kaldet Quantum Physics .Kvantfysik gik generelt imod meget af det, som Einstein og Bohr betragtede som videnskabelig kendsgerning, hvilket førte til en række debatter på højt niveau mellem Schrödinger og Einstein.Et af disse argumenter indeholdt et paradoksalt tankeeksperiment, som vi nu kender som Schrödingers Cat , selvom katten aldrig var mere end teoretisk.

Et af de iboende problemer med subatomiske systemer er vanskeligheden ved menneskelig observation.Man kan antage, at subatomære partikler opfører sig på en bestemt måde, men at introducere et mikroskop eller et kamera for at observere dem i handling kan påvirke den naturlige opførsel af det subatomiske system negativt.Dette ville svare til et klasseværelse af studerende, der ændrede deres opførsel, når de opdagede en dokumentarfilmkamerabesætning i rummet.Det samme sker, når fysikere forsøger at observere meget små genstande.

Schrödingers Cat er i det væsentlige en objektundervisning om problemerne med at stole på observation alene, når de beskæftiger sig med subatomiske systemer.Schrödinger foreslog et eksperiment, hvor en levende kat ville blive anbragt i et bur på den ene side af et metalrør.I nærheden af katten ville være et hætteglas, der indeholder giftig gas og en triggermekanisme.En videnskabsmand ville placere en meget lille mængde af et radioaktivt stof i den anden ende af røret.Dette radioaktive materiale ville forfalde med en hastighed på et atom i timen, men chancerne for, at det forekommer er halvtredsfisk.Hvis et atom faktisk blev frigivet, ville det medføre, at hætteglasset med giftig gas går i stykker, og katten ville dø.Intet atomforfald ville betyde, at katten lever.

Når dette teoretiske rør var forseglet, ville ingen observation udenfor være mulig.Ingen ville være i stand til at tjekke ind på Schrödingers Cat i en hel time.Efter at der er gået 60 minutter, ville spørgsmålet til eksperimentatoren være Schrödingers Cat Alive eller død?.Under Einsteins -teorier ville katten enten være død eller i live uden mellemgrund.Først når røret blev åbnet, og statens status blev observerbar, kunne der findes et endeligt svar.Einstein ville enten se en død eller levende kat, da Gud ikke spiller terninger med universet.

Under Schrödingers -teori om kvantefysik er katten imidlertid faktisk i to forskellige stater på samme tid.En version af katten er død, men en anden lever stadig.Dette er den måde, subatomiske systemer også skulle arbejde på, hvilket sætter paradokset op.En kat lever i et makroskopisk system, hvor genstande enten lever eller ikke.Der er ingen mellemgrund, såsom en halv levende kat.I kvantefysik kunne den teoretiske Schrödingers-kat eksistere i forskellige stater, fra helt levende til døde og alle faser derimellem.Alle disse stater, kendt som Superposition , er mulige resultater fra eksperimentet, skønt kun man kunne observeres som sandt, da videnskabsmanden undersøgte katten.

Schrödinger selv senere udtrykte beklagelse over, at han brugte en kat som det potentielle offer for enParadoksalt tankeeksperiment.Hans oprindelige punkt var at illustrere nogle af problemerne med at observere subatomiske systemer og drage konklusioner, når observationshandlingen kunne skjule resultaterne.Ved at tage paradokset ud af den mindre subatomiske verden og flytte den ind i den større makroskopiske verden, beviste Schrödinger faktisk sit punkt til Einstein og andre, men hans teoretiske objektundervisning ville for evigt blive kendt som Schrödingers Cat.