Теорія шредінгера семіхатів. Теорія Шредінгера: опис, особливості, експерименти та застосування

Напевно, ви не раз чули, що існує такий феномен, як «Кіт Шредінгера». Але якщо ви не фізик, то, швидше за все, лише віддалено уявляєте, що це за кіт і навіщо він потрібний.
"Кіт Шредінгера" - так називається знаменитий уявний експеримент знаменитого австрійського фізика-теоретика Ервіна Шредінгера, який також є лауреатом Нобелівської премії. За допомогою цього вигаданого досвіду вчений хотів показати неповноту квантової механікипід час переходу від субатомних систем до макроскопічних систем.
У цій статті дано спробу пояснити простими словамисуть теорії Шредінгера про кота і квантову механіку, так щоб це було доступно людині, яка не має вищого. технічної освіти. У статті також будуть представлені різні інтерпретації експерименту, у тому числі з серіалу «Теорія великого вибуху».
Зміст:
1. Опис експерименту
2. Пояснення простими словами
3. Відео з «Теорії великого вибуху»
4. Відгуки та коментарі
Опис експерименту
Оригінальна стаття Ервіна Шредінгера побачила світ 1935 року. У ній експеримент був описаний з використанням прийому порівняння або навіть уособлення:

Можна побудувати і випадки, у яких досить бурлеску. Нехай якийсь кіт замкнений у сталевій камері разом із наступною диявольською машиною (яка має бути незалежно від втручання кота): усередині лічильника Гейгера знаходиться крихітна кількість радіоактивної речовини, настільки невелике, що протягом години може розпастися лише один атом, але з такою ж ймовірністю може не розпастися; якщо ж це станеться, трубка, що зчитує, розряджається і спрацьовує реле, що спускає молот, який розбиває колбочку з синильною кислотою.
Якщо на годину надати всю цю систему самій собі, то можна сказати, що кіт буде живий після цього часу, якщо розпаду атома не відбудеться. Перший розпад атома отруїв би кота. Пси-функція системи в цілому виражатиме це, змішуючи в собі або розмазуючи живого і мертвого кота (вибачте за вираз) в рівних частках. Типовим у подібних випадках є те, що невизначеність, спочатку обмежена атомним світом, перетворюється на макроскопічну невизначеність, яка може бути усунена шляхом прямого спостереження. Це заважає нам наївно прийняти «модель розмиття» як дійсність, що відображає. Саме собою це означає нічого незрозумілого чи суперечливого. Є різниця між нечітким або розфокусованим фото та знімком хмар або туману.
________________________________________
Іншими словами:
1. Є ящик та кіт. У ящику є механізм, що містить радіоактивне атомне ядро та ємність з отруйним газом. Параметри експерименту підібрано так, що ймовірність розпаду ядра за 1 годину становить 50%. Якщо ядро розпадається, відкривається ємність із газом і кіт гине. Якщо розпаду ядра не відбувається - кіт залишається живий-здоровий.
2. Закриваємо кота в ящик, чекаємо годину і запитуємо: чи живий кіт чи мертвий?
3. Квантова ж механіка як би каже нам, що атомне ядро (а отже і кіт) перебуває у всіх можливих станаходночасно (див. квантова суперпозиція). Перш ніж ми відкрили ящик, система «кіт-ядро» знаходиться в стані «ядро розпалося, кіт мертвий» з ймовірністю 50% і в стані «ядро не розпалося, кіт живий» з ймовірністю 50%. Виходить, що кіт, що сидить у ящику, і живий, і мертвий одночасно.
4. Відповідно до сучасної копенгагенської інтерпретації, кіт-таки живий/мертвий без будь-яких проміжних станів. А вибір стану розпаду ядра відбувається над момент відкриття ящика, а ще коли ядро потрапляє у детектор. Тому що редукція хвильової функціїсистеми "кіт-детектор-ядро" не пов'язана з людиною-спостерігачем ящика, а пов'язана з детектором-спостерігачем ядра.

Пояснення простими словами
Згідно квантової механіки, якщо над ядром атома не проводиться спостереження, то його стан описується змішанням двох станів - ядра, що розпалося, і ядра, що не розпалося, отже, кіт, що сидить в ящику і втілює ядро атома, і живий, і мертвий одночасно. Якщо ж ящик відкрити, то експериментатор може побачити тільки якийсь один конкретний стан - "ядро розпалося, кіт мертвий" або "ядро не розпалося, кіт живий".
Суть людською мовою: експеримент Шредінгера показав, що, з погляду квантової механіки, кіт одночасно і живий, і мертвий, чого не може бути. Отже, квантова механіка має суттєві вади.
Питання так: коли система перестає існувати як змішання двох станів і вибирає одне конкретне? Мета експерименту - показати, що квантова механіка неповна без деяких правил, які вказують, за яких умов відбувається колапс хвильової функції, і кіт стає мертвим, або залишається живим, але перестає бути змішанням того й іншого. Оскільки ясно, що кіт обов'язково має бути або живим, або мертвим (не існує стану, проміжного між життям та смертю), то це буде аналогічно і для атомного ядра. Воно обов'язково має бути або розпався, або нерозпалим (Вікіпедія).
Відео з «Теорії великого вибуху»
Ще однією найсвіжішою інтерпретацією уявного експериментуШредінгера є розповідь Шелдона Купера, героя серіалу "Теорія великого вибуху" ("Big Bang Theory"), який він виголосив для менш освіченої сусідки Пенні. Суть оповідання Шелдона у тому, що концепція кота Шредінгера можна застосувати у відносинах для людей. Щоб зрозуміти, що відбувається між чоловіком і жінкою, які стосунки між ними: хороші чи погані, – потрібно просто відкрити ящик. А до цього відносини є одночасно і добрими, і поганими.
Нижче наведено відеофрагмент цього діалогу «Теорії великого вибуху» між Шелдоном та Пенією.
Чи залишився кіт живим у результаті експерименту?
Для тих, хто неуважно читав статтю, але все одно переживає за кота. гарні новини: не переживайте, за нашими даними, в результаті уявного експерименту божевільного австрійського фізика
ЖОДНИЙ КІТ не постраждав

1935 року великий фізик, нобелівський лауреат та основоположник квантової механіки Ервін Шредінгер сформулював свій знаменитий парадокс.

Вчений припустив, що якщо взяти когось кота і помістити його в сталеву непрозору коробку з "пекельною машиною", то через годину він буде живий і мертвий одночасно. Механізм у коробці виглядає наступним чином: усередині лічильника Гейгера знаходиться мікроскопічна кількість радіоактивної речовини, здатної розпастися за годину лише на один атом; при цьому воно з тією самою ймовірністю може і не розпастися. Якщо розпад все ж таки відбудеться, то спрацює важільний механізм і молоток розіб'є посудину з синильною кислотою і кіт загине; якщо розпаду не буде, то посудина залишиться цілою, а кіт — живий і здоровий.

Якби йшлося не про кота і коробку, а про світ субатомних частинок, то вчені б сказали, що кіт і живий і мертвий одночасно, проте в макросвіті такий висновок некоректний. То чому ж ми оперуємо такими поняттями, коли йдеться про дрібніші частинки матерії?

Ілюстрація Шредінгера є найкращим прикладомдля опису головного парадоксу квантової фізики: згідно з її законами, частинки, такі як електрони, фотони і навіть атоми існують у двох станах одночасно ("живих" і "мертвих", якщо згадувати багатостраждального кота). Ці стани називаються суперпозиціями.

Американський фізикАрт Хобсон (Art Hobson) з університету Арканзасу (Arkansas State University) запропонував своє рішення цього феномена.

"Вимірювання в квантової фізикибазуються на роботі деяких макроскопічних пристроїв, таких як лічильник Гейгера, за допомогою яких визначається квантовий стан мікроскопічних систем - атомів, фотонів та електронів. Квантова теорія має на увазі, що якщо ви приєднаєте мікроскопічну систему (частку) до деякого макроскопічного пристрою, що розрізняє два різних станівсистеми, то прилад (лічильник Гейгера, наприклад) перейде в стан квантової заплутаностіі теж виявиться одночасно у двох суперпозиціях. Однак неможливо спостерігати це явище безпосередньо, що робить його неприйнятним», – розповідає фізик.

Хобсон каже, що в парадоксі Шредінгера кіт грає роль макроскопічного приладу, лічильника Гейгера, приєднаного до радіоактивному ядру, визначення стану розпаду чи " нерозпаду " цього ядра. У такому разі живий кіт буде індикатором "нерозпаду", а мертвий кіт - показником розпаду. Але згідно квантової теоріїкіт, так само як і ядро, повинен перебувати в двох суперпозиціях життя і смерті.

Натомість, за словами фізика, квантовий стан кота має бути заплутаним зі станом атома, що означає, що вони перебувають у "нелокальному зв'язку" один з одним. Тобто, якщо стан одного із заплутаних об'єктів раптово зміниться на протилежне, то стан його пари точно також зміниться, на якій відстані вони не перебували б. При цьому Хобсон посилається на цю квантову теорію.

Найцікавіше в теорії квантової заплутаності - це те, що зміна стану обох частинок відбувається миттєво: ніяке світло або електромагнітний сигнал не встиг би передати інформацію від однієї системи до іншої. Таким чином, можна сказати, що це один об'єкт, розділений на дві частини простором, і неважливо, наскільки велика відстань між ними", - пояснює Хобсон.

Кіт Шредінгера більше не живий і мертвий одночасно. Він мертвий, якщо станеться розпад, і живий, якщо розпад так і не станеться.

Додамо, що схожі варіанти вирішення цього парадоксу були запропоновані ще трьома групами вчених за останні тридцять років, проте вони не були сприйняті всерйоз і так і залишилися непоміченими у широких. наукових колах. Хобсон зазначає , що рішення парадоксів квантової механіки, хоча б теоретичні, необхідні для її глибинного розуміння.

Багато хто чув загадку про кота, який, потрапляючи в ящик, одразу перебував у кількох станах і був ні мертвим, ні живим одночасно. Про подарунок із нещасним котом більшість із нас чула, але про вченого, який його вигадав – ні. Творцем загадки є вчений з Відня Ервін Шредінгер.

Шредінгер народився в Австро-Угорщині, що була в ті часи. багатій родині. Батько Ервіна заохочував науку, яке дід по материнській лінії був хіміком. Вчений добре навчався у школі і почав замислюватися над серйозними питаннями фізики, будучи студентом. У ті часи вчені вивчали поведінку відкритих тоді елементарних частинокі намагалися пояснити, чому їхню поведінку не можна описати законами класичної фізики. Багато теоретиків брали участь у дискусіях, суперечках, робили різні гіпотезиі т. д. Шредінгер запропонував своє бачення природи електромагнітних хвиль, описавши їх складним рівнянням. Нехай для математичного пояснення потрібно записувати непросту функцію, теорія Шредінгера простими словами може бути пояснена.

Суть теорії Шредінгера

На сьогоднішній день відомо, що описати законами класичної фізики можна лише поведінку макроскопічних об'єктів, а ті, які не видно неозброєним оком, зовсім не піддаються їм. Теорію вченого можна застосовувати лише до тих об'єктів, розміри яких можна порівняти з розмірами молекул, атомів і навіть таких елементарних частинок, як електрони, протони та інші.

Він припустив, що дрібні частинкимають відразу дві властивості: матерії (маса, протяжність, швидкість) і хвилі (амплітуда, частота та іншими). Спочатку було важко уявити, чому так відбувається. Тому довелося відкинути усі вчення класичної механікиНьютон. Шредінгер вважав, що з допомогою математики нероздільний взаємозв'язок можна пояснити, записавши . З погляду математики вчений мав рацію, та його пояснення взаємозв'язку як фізика виявилося неправильним. Такі фізики, як Гейзенберг, Бор, Ейнштейн та Зоммерфельд спростували його думку. Тут і бере початок відома загадка про кота.

Сприйняття мікросвіту

Частинки, що входять до складу атома і самі атоми настільки малі, що ми не маємо можливості емпірично оцінити їхню масу, об'єм, швидкість та інші фізичні параметри. Вчені можуть фіксувати лише світлові смужки, зміни на спеціальній чутливій плівці та за допомогою розрахунків визначати характеристики мікрооб'єктів.

За допомогою математичної функціїможна описати стан частинки, але вона є лише математичним інструментом, позбавленим фізичного сенсу. За допомогою зведеної квадрат хвильової функції можна визначити лише те, з якою ймовірністю мікроелемент опиниться в обсязі простору, отриманого з диференціальних значень координат. Тільки так можна простими словами розкрити суть теорії Шредінгера, яку її бачили такі вчені, як Ейнштейн, Гейзенберг та інші.

Кіт Шредінгера простими словами

Сам учений постійно сперечався, не визнаючи іншого уявлення про його рівняння. Він вважав, що воно таким, яким було виведено, досить наочне, а саме поняття ймовірність носить дуже розмитий характер. На його думку, мікрооб'єкти впливали б на макросвіт, якби все вважали незгодні з ним вчені. Як наочне пояснення своєї правоти, він навів приклад з котом і ящиком стінки якого не дозволяють побачити і почути те, що в ньому відбувається.

У цей ящик поміщається капсула, що саморуйнується, з отрутою і всього один атом радіоактивного елемента. Імовірність розпаду атома за годину становить 50%. У разі розпаду спрацьовує датчик, який запускає механізм, створений, щоб зруйнувати колбу. Але оскільки дізнатися, чи стався розпад атома, можна лише експериментальним шляхом, чи стався даний процес, чи ні дізнатися не можна. Також не можна точно сказати, чи помер кіт або залишився живим. Відповідно до відкриття ящика, можна сказати, що він живий і мертвий одночасно, а після її відкриття можна точно сказати, чи мала місце одна з двох можливостей. Оскільки не існує іншого стану, крім мертвого чи живого для кота, було наочно показано неспроможність квантової теорії. Тому, надалі квантова наукавстановила деякі правила своєї застосовності. Насамкінець, відео про кота Шредінгера.

Що таке кіт шредінгера, шредінгер кіт, все про кота шредінгера, парадокс кота шредінгера, досвід шредінгера з котом, кіт в коробці, ні живий ні мертвий кіт, чи живий кіт шредінгера, експеримент з котом

Це кіт, який і живий і мертвий одночасно. Таким неблагополучним станом він завдячує Нобелівському лауреатуз фізики, австрійському вченому Ервіну Рудольфу Йозефу Олександру Шредінгеру.

Розділи:

Суть експерименту/парадоксу

Кіт знаходиться в закритому ящику, де є механізм, що містить радіоактивне ядро та ємність з отруйним газом. Характеристики досвіду підібрані так, що ймовірність того, що ядро розпадеться за 1 годину, становить 50%. Якщо ядро розпадається, воно приводить механізм у дію, відкривається ємність із газом, і кіт гине. Відповідно до квантової механіки, якщо над ядром немає спостереження, його стан описується суперпозицією (змішенням) двох станів - ядра, що розпалося, і ядра, що не розпалося, отже, кіт, що сидить в ящику, і живий, і мертвий відразу.

Варто відкрити ящик - і експериментатор повинен побачити тільки якийсь один стан - «ядро розпалося, кіт мертвий» або «ядро не розпалося, кіт живий». Але поки в процесі немає спостерігача, злощасне звірятко залишається «мертвоживим».

Маргіналі

Біда не приходить одна
Під сумнівом як здоров'я хвостатого мешканця ящика, а й його гендерна приналежність: в оригіналі експерименту кіт Шредінгера був таки кішкою (die Katze).
«Мертвоживих» котів немає
Важливо пам'ятати, що досвід Шредінгера не покликаний довести існування «мертвоживих» котів (і, всупереч висловлюванню в другій частині гри «Portal», не був придуманий як виправдання для вбивства котів). Очевидно, що кіт обов'язково має бути чи живим, чи мертвим, оскільки проміжного стану немає.
Досвід показує, що квантова механіка не здатна описати поведінку макросистем (до яких відноситься кіт): вона неповна без деяких правил, які вказують, коли система вибирає один конкретний стан, за яких умов відбувається колапс хвильової функції і кіт або залишається живим, або стає мертвим але перестає бути змішанням того й іншого.

Інтерпретації Копенгагенська інтерпретаціязаперечує, що до відкриття ящика кіт перебуває у стані змішування живого та мертвого. Одні вважають, що до тих пір, поки ящик закритий, система знаходиться в суперпозиції станів «ядро, що розпалося, мертвий кіт» і «ядро, що не розпалося, живий кіт», а коли ящик відкривають, то тільки тоді відбувається колапс хвильової функції до одного з варіантів. Інші ж – що «спостереження» відбувається, коли частка з ядра потрапляє у детектор; однак, на жаль, у копенгагенській інтерпретації немає чіткого правила, яке говорить, коли це відбувається, і тому ця інтерпретація неповна доти, доки таке правило до неї не запроваджено або не сказано, як його можна ввести в принципі. Багатосвітова інтерпретація Еверетта, На відміну від копенгагенської, не вважає процес спостереження чимось особливим. Тут обидва стани кота існують, але декогерують - тобто, як зрозумів автор, єдність цих станів порушується внаслідок взаємодії з довкіллям. Коли спостерігач відкриває ящик, він заплутується (змішується) з котом, через що утворюються два стани спостерігача, що відповідають одне живому, а інше мертвому коту. Ці стани не взаємодіють один з одним. Кіт як компетентний спостерігач
Автор вважає, що вирішальне слово слід було б залишити за котом, який, хай і не тямлячи ні бельмеса в квантовій механіці, вже точно краще за всіх поінформований про свій стан. Однак його компетентність як спостерігача, вочевидь, викликає у вчених сумніви. Виняток представляють Ганс Моравек, Бруно Маршал і Макс Тегмарк, які запропонували модифікацію шредінгерського експерименту, відому як «квантове самогубство», і є експериментом з котом з погляду кота. Вчені мали на меті показати різницю між копенгагенською та багатосвітовою інтерпретаціями квантової механіки. У випадку, якщо багатосвітова інтерпретація вірна, кіт, на радість співчуваючих, стає Цоєм завжди залишається живим, оскільки спостерігати результат експерименту учасник здатний лише в тому світі, в якому виживає.

Надавши Кац із Каліфорнійського університету та його колеги опублікували результати лабораторного досвіду, У якому їм вдалося «повернути» квантовий стан частинки назад, причому після виміру цього стану. Таким чином, можна зберегти життя коту незалежно від умов колапсу хвильової функції. Неважливо, чи живий він, чи мертвий: завжди можна відіграти назад [посилання] .
03.06.2011р. РІА «Новини» повідомило, що китайські фізики змогли створити восьмифотонного «кота Шредінгера»[посилання] , що має сприяти розробці майбутніх квантових комп'ютерів

Образ у культурі

Мабуть, ніхто не зробив більше для популяризації квантової механіки, ніж бідолаха-кіт. Навіть найдальші від цієї складної областіЗнання люди, схвильовані долею ймовірно страждає звірятка, намагаються розібратися в тонкощах експерименту, сподіваючись, що не все так погано. Кіт надихає митців та масової культури.
Згадаємо ж основні його заслуги:

Література:Ситуація з котом Шредінгера обговорюється головними героями книги Дугласа Адамса «Детективна агенція Дірка Джентлі». У книзі Дена Сіммонса «Ендіміон» головний геройРауль Ендіміон пише свою розповідь, перебуваючи на орбіті Армагаста в «котячому ящику» Шредінгера. В останній третині книги Роберта Хайнлайна «Кіт, що проходить крізь стіни» з'являється рудий кіт Піксель, який має властивість кота Шредінгера перебувати в двох станах одночасно. У книзі Террі Пратчетта «Кіт без дурнів» у гумористичній формі описується порода так званих «Шредінгерівських котів», що походять від того самого кота Шредінгера. Також цей уявний експеримент неодноразово згадується в інших творах Пратчетта, наприклад, у романі «Дами та панове». У оповіданні Ф. Гвінплейна Макінтайра «У няньках у котика Шредінгера» одним із персонажів виявляється домашній улюбленець самого Шредінгера, кіт Тібблс. Навколо цього кота, власне, і розгортається дія гумористичного оповідання, щедро приправленого подробицями з різних областейфізики. Сюжет науково-фантастичного роману Фредеріка Пола «Нашествие Квантових Котів(англ. "The Coming of the Quantum Cats", 1986 р.) побудований на ідеї взаємодії "сусідніх" Всесвітів. У філософсько-сатиричній мініатюрі Миколи Байтова «Кітка Шредінгера» парадокс Шредінгера вивернуть навиворіт: організація під назвою «Ліга Зворотного Часу» протягом 50 років веде за живою кішкою, що перебуває в ящику живою кішкою, що ні на мить не переривається , в якому перебуває кішка, не має змінитись. У книзі Лук'яненка «Остання варта» головному героєві накидають на шию зашморг під назвою «кіт шредінгера», особливість якої в тому, що маги не розуміють, жива ця тварюка чи ні. Згадується в романі Грега Ігана «Карантін», у фентезі Крістофера Сташефа «Маг цілитель», у Грега Біра (Gregory Dale Bear) у оповіданні «Чума Шредінгера»; польський письменник Сапковський згадує кота Кодрінгера. У кіберпанк-романі Мерсі Шеллі «2048» говориться, що «один тип із прізвищем, що нагадує напилок, садив якогось нещасного біорга в залізну скриньку, де не було нічого, крім ампули з отрутою». Вірш Світлани Ширанкової «Кітка Шредінгера» має дуже надихаючий початок: «Доктор Шредінгер, Ваша кішка ще жива». Екран:У фільмі братів Коенів Серйозна людинастудент заявляє професору: «Я розумію експеримент з мертвим котом», - що, природно, свідчить про інше. У фільмі «Repo Man» («Коллектори», в російському прокаті «Трібники») головний герой на початку фільму розповідає про невідомого вченого у якого є кіт. І цей кіт перебуває у стані «… і живий і мертвий одночасно…». В одній із серій науково-фантастичного серіалу «Зоряна брама SG-1» з'являється кіт на прізвисько Шредінгер. Однойменний кіт має і головний герой науково-фантастичного серіалу «Ковзаючі». У серіалі Stargate SG-1 рудий кіт на ім'я Шредінгер був подарований інопланетянину. Мертвий кіт Шредінгер з'являється в серіалі "CSI: Las Vegas" (Season 8, Episode 15: The Theory of Everything). Кіт Шредінгера згадується і в серіалі «Теорія Великого Вибуху», де як відповідь на запитання дівчини, чи варто їй йти на побачення, герой проводить аналогію з котом Шредінгера, маючи на увазі, що поки не спробуєш, не дізнаєшся: «Пенні, для того, щоб дізнатися, чи живий кіт чи мертвий, треба відкрити коробку». У серіалі «Bugs» у ролі кота Шредінгера виступив доказ Червона ртуть у замінованому сейфі. У японському аніме«Hellsing (OVA)» (як і в однойменній манзі), є персонаж-котолюд на ім'я Шредінгер, не живий і не мертвий, що володіє здатністю телепортуватися («бути скрізь і ніде»), і абсолютно невбивається. В аніме "To Aru Majutsu no Index" на пропозицію дівчини назвати кошеня Шредінгером головгерой заперечує, що цим ім'ям котів називати не можна. В аніме «Shigofumi» також фігурує кіт на ім'я Шредінгер. У японському аніме та грі "Umineko no naku koro ni" досвід використовується в спробі Баттлера довести неможливість існування магії (також використовуються "Доказ диявола", "Ворони Гемпеля", "Демон Лапласа"). В одній із серій "Футурами" "Law and Oracle" Шредінгер ховав у коробці з котом наркотичні речовини. Комікси / манга:Невеликий комікс про кота Шредінгера і демона Максвелла. Він мертвий: Шредінгер кота: І інші комікси на joyreactor.ru. Ігри:Існує гра-квест "Повернення квантового кота". У грі «Nethack» є монстр «Квантовий механік», у якого іноді є коробка з котом. Стан кота не визначено до відкриття коробки. У грі «Half-Life 2» був кіт у лабораторії з телепортаторами, кошмари про який «досі» відвідують Барні. Портрет шредінгеровського кота зустрічається і в рімейку за мотивами «Half-Life» 1998р. - "Black Mesa" ("Чорна Меза", раніше відома як "Black Mesa: Source"). Посилання на нотаріально засвідчений скріншот. На кожному рівні гри "Bioshock" в затишному куточку є мертвий кіт, позначений як Shrodinger. У другій частині його теж можна відшукати - кіт спочиває в одній із крижин у замороженій кімнаті з чотирма камерами спостереження по кутах. Однойменний кіт-NPC є в японській RPG Shin Megami Tensei: Digital Devil Saga. Основний слоган гри Portal, The cake is a lie, є еративом одного з результатів експерименту Шредінгера, а саме « The cat is alive». У другій частині гри кіт теж не забутий. Згадку про експеримент можна знайти у книзі правил російської настільної гри «Ера Водолія». У кота там навіть є своя табличка характеристик - вона абсолютно порожня, тож її ніби немає. Музика:Декілька етапів пережив так званий фестиваль нестандартної музики «Кіт Шредінгера», що проходив під гаслами « Справжнє життя - справжня смерть- Справжня музика!» і «Живий чи мертвий Кіт Шредінгера? А ти?" Гугл повідомляє також, що назва «Кот Шредінгера» носить навколомузичний проект дуже невеликого колективу з підмосковного Корольова. В альбомі британської групи Tears for Fears "Saturnine Martial and Lunatic" є пісня з однойменною назвою. Російський гурт «Allein Fur» Immer теж виконує пісню з такою назвою. Гумор:Будь-який жарт про кота Шредінгера смішний і несмішний одночасно. Шредінгер і Гейзенберг їдуть трасою на конференцію, Шредінгер за кермом. Раптом лунає удар, і він зупиняє машину. Гейзенберг виглядає на дорогу:
- Боже мій, схоже, я збив кота!
- Він помер?
- Не можу сказати точно. Шредінгер ходив по кімнаті в пошуках кошеня, що нагадало, а той сидів у коробці ні живий ні мертвий. Різне:Коту Шредінгера приділяють увагу художники, намагаючись засобами живопису та графіки передати неоднозначність його становища. Також зображення цього звірятка можна побачити на футболках та на гуртках. Терористів, про яких точно не відомо, чи живі вони чи вбиті, іноді називають «терористами Шредінгера». З відомих особистостейв такому стані перебували, наприклад, Ясір Арафат, коли був у стані коми перед смертю, а також Осама Бен Ладен. Згідно з Абсурдопедією, кіт у мішку - це спрощена версія експерименту з котом Шредінгера [посилання] . Стівен Хокінг перефразував крилатою фразуГанса Йоста "Коли я чую про культуру, я хапаюся за пістолет" так: "Коли я чую про кота Шредінгера, моя рука тягнеться за рушницею!". Пояснюється це тим, що, як і багато інших фізиків, Хокінг дотримується думки, що «Копенгагенська школа» інтерпретації квантової механіки наголошує на ролі спостерігача безпідставно. У зв'язку з відкриттям кафедри теології МІФІ в мережі набула поширення така картинка:

До свого сорому хочу зізнатися, що чув цей вислів, але взагалі не знав що воно означає і хоча б по якій темі вживається. Давайте я вам розповім, що вичитав в інтернеті про цього кота...

« кіт Шредінгера- так називається знаменитий уявний експеримент знаменитого австрійського фізика-теоретика Ервіна Шредінгера, який також є лауреатом Нобелівської премії. За допомогою цього вигаданого досвіду вчений хотів показати неповноту квантової механіки під час переходу від субатомних систем до макроскопічних систем.

Оригінальна стаття Ервіна Шредінгера побачила світ 1935 року. У ній експеримент був описаний з використанням або навіть уособлення:

Можна побудувати і випадки, у яких досить бурлеску. Нехай який-небудь кіт замкнений у сталевій камері разом з наступною диявольською машиною (яка повинна бути незалежно від втручання кота): усередині лічильника Гейгера знаходиться крихітна кількість радіоактивної речовини, така невелика, що протягом години може розпастися тільки один атом, але з такою ж ймовірністю може і не розпастися - якщо ж це станеться, трубка, що зчитує, розряджається і спрацьовує реле, що спускає молот, який розбиває колбочку з синильною кислотою.

Якщо на годину надати всю цю систему самій собі, то можна сказати, що кіт буде живий після цього часу, якщо розпаду атома не відбудеться. Перший розпад атома отруїв би кота. Пси-функція системи в цілому виражатиме це, змішуючи в собі або розмазуючи живого і мертвого кота (вибачте за вираз) в рівних частках. Типовим у випадках є те, що невизначеність, спочатку обмежена атомним світом, перетворюється на макроскопічну невизначеність, яка може бути усунена шляхом прямого спостереження. Це заважає нам наївно прийняти «модель розмиття» як дійсність, що відображає. Саме собою це означає нічого незрозумілого чи суперечливого. Є різниця між нечітким або розфокусованим фото та знімком хмар або туману.

Іншими словами:

Є ящик та кіт. У ящику є механізм, що містить радіоактивне атомне ядро та ємність з отруйним газом. Параметри експерименту підібрано так, що ймовірність розпаду ядра за 1 годину становить 50%. Якщо ядро розпадається, відкривається ємність із газом і кіт гине. Якщо розпаду ядра не відбувається - кіт залишається живий-здоровий.
Закриваємо кота в ящик, чекаємо годину і запитуємо: чи живий кіт чи мертвий?
Квантова ж механіка говорить нам, що атомне ядро (а отже і кіт) знаходиться у всіх можливих станах одночасно (див. квантова суперпозиція). Перш ніж ми відкрили ящик, система «кіт-ядро» знаходиться в стані «ядро розпалося, кіт мертвий» з ймовірністю 50% і в стані «ядро не розпалося, кіт живий» з ймовірністю 50%. Виходить, що кіт, що сидить у ящику, і живий, і мертвий одночасно.
Відповідно до сучасної копенгагенської інтерпретації, кіт-таки живий/мертвий без будь-яких проміжних станів. А вибір стану розпаду ядра відбувається над момент відкриття ящика, а ще коли ядро потрапляє у детектор. Тому що редукція хвильової функції системи "кіт-детектор-ядро" не пов'язана з людиною-спостерігачем ящика, а пов'язана з детектором-спостерігачем ядра.

Згідно квантової механіки, якщо над ядром атома не проводиться спостереження, то його стан описується змішанням двох станів - ядра, що розпалося, і ядра, що не розпалося, отже, кіт, що сидить в ящику і втілює ядро атома, і живий, і мертвий одночасно. Якщо ж ящик відкрити, то експериментатор може побачити тільки якийсь один конкретний стан - "ядро розпалося, кіт мертвий" або "ядро не розпалося, кіт живий".

Суть людською мовою: Експеримент Шредінгера показав, що, з погляду квантової механіки, кіт одночасно і живий, і мертвий, чого не може бути. Отже, квантова механіка має суттєві вади.

Питання так: коли система перестає існувати як змішання двох станів і вибирає одне конкретне? Мета експерименту - показати, що квантова механіка неповна без деяких правил, які вказують, за яких умов відбувається колапс хвильової функції, і кіт стає мертвим, або залишається живим, але перестає бути змішанням того й іншого. Оскільки ясно, що кіт обов'язково має бути або живим, або мертвим (не існує стану, проміжного між життям і смертю), це буде аналогічно і для атомного ядра. Воно обов'язково має бути або розпався, або нерозпалим ().

Ще однією найсвіжішою інтерпретацією уявного експерименту Шредінгера є розповідь Шелдона Купера, героя серіалу "Теорія великого вибуху" ("Big Bang Theory"), який він виголосив для менш освіченої сусідки Пенні. Суть оповідання Шелдона у тому, що концепція кота Шредінгера можна застосувати у відносинах для людей. Щоб зрозуміти, що відбувається між чоловіком і жінкою, які стосунки між ними: хороші чи погані, – потрібно просто відкрити ящик. А до цього відносини є одночасно і добрими, і поганими.

Нижче наведено відеофрагмент цього діалогу «Теорії великого вибуху» між Шелдоном та Пенією.

Ілюстрація Шредінгера є найкращим прикладом для опису головного парадоксу квантової фізики: згідно з її законами, частки, такі як електрони, фотони і навіть атоми існують у двох станах одночасно («живих» і «мертвих», якщо згадувати багатостраждального кота). Ці стани називаються.

Американський фізик Арт Хобсон () з університету Арканзасу (Arkansas State University) запропонував своє рішення цього феномена.

«Вимірювання в квантовій фізиці базуються на роботі деяких макроскопічних механізмів, таких як лічильник Гейгера, за допомогою яких визначається квантовий стан мікроскопічних систем - атомів, фотонів і електронів. Квантова теорія має на увазі, що якщо ви приєднаєте мікроскопічну систему (частку) до деякого макроскопічного пристрою, що розрізняє два різні стани системи, то прилад (лічильник Гейгера, наприклад) перейде в стан квантової заплутаності і теж виявиться одночасно у двох суперпозиціях. Однак неможливо спостерігати це явище безпосередньо, що робить його неприйнятним», - розповідає фізик.

Хобсон каже, що у парадоксі Шредінгера кіт грає роль макроскопічного приладу, лічильника Гейгера, приєднаного до радіоактивного ядру, визначення стану розпаду чи «-нераспада»- цього ядра. У такому разі, живий кіт буде індикатором «нерозпаду», а мертвий кіт - показником розпаду. Але згідно з квантовою теорією, кіт, так само як і ядро, повинен перебувати у двох суперпозиціях життя та смерті.

Натомість, за словами фізика, квантовий стан кота має бути заплутаним зі станом атома, що означає, що вони перебувають у «нелокальному зв'язку» - один з одним. Тобто, якщо стан одного із заплутаних об'єктів раптово зміниться на протилежне, то стан його пари точно також зміниться, на якій відстані вони не перебували б. При цьому Хобсон посилається на цю квантову теорію.

«Найцікавіше теоретично квантової заплутаності - це те, що зміна стану обох частинок відбувається миттєво: ніяке світло або електромагнітний сигнал не встиг би передати інформацію від однієї системи до іншої. Таким чином, можна сказати, що це один об'єкт, розділений на дві частини простором, і неважливо, наскільки велика відстань між ними»-, - пояснює Хобсон.

Додамо, що схожі варіанти вирішення цього феномена були запропоновані ще трьома групами вчених протягом останніх тридцять років, проте вони були сприйняті всерйоз і залишилися непоміченими у широких наукових колах. Хобсон , що рішення парадоксів квантової механіки, хоча б теоретичні, абсолютно необхідні її глибинного розуміння.

Шредінгер

А ось зовсім недавно ТЕОРЕТИКИ ПОЯСНИЛИ, ЯК ГРАВІТАЦІЯ ВБИВАЄ КОТА ШРЕДІНГЕРА, але це вже складніше...

Як правило, фізики пояснюють феномен того, що суперпозиція можлива у світі частинок, але неможлива з котами чи іншими макрооб'єктами, перешкодами від довкілля. Коли квантовий об'єкт проходить крізь поле або взаємодіє з випадковими частинками, він відразу приймає лише один стан - як би його виміряли. Саме так і руйнується суперпозиція, як вважали вчені.

Але навіть якщо якимось чином стало можливим ізолювати макрооб'єкт, що перебуває в стані суперпозиції, від взаємодій з іншими частинками та полями, то він все одно рано чи пізно прийняв би єдиний стан. Принаймні це вірно для процесів, що протікають на поверхні Землі.

«Десь у міжзоряний простірможливо, кіт і мав би шанс, але на Землі або поблизу будь-якої планети це вкрай малоймовірно. І причина тому - гравітація», - пояснює провідний автор нового дослідження Ігор Піковський () з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.

Піковський та його колеги з Віденського університету стверджують, що гравітація має руйнівний вплив на квантові суперпозиції макрооб'єктів, і тому ми не спостерігаємо подібних явищ у макросвіті. Базова концепція нової гіпотези, до речі, в художньому фільмі«Інтерстеллар».

Ейнштейнівська загальна теоріявідносності свідчить, що дуже потужний об'єкт викривлятиме поблизу себе простір-час. Розглядаючи ситуацію на дрібнішому рівні, можна сказати, що для молекули, поміщеної біля поверхні Землі, час йтиме трохи повільніше, ніж для тієї, що знаходиться на орбіті нашої планети.

Через вплив гравітації на простір-час молекула, що потрапила під цей вплив, зазнає відхилення у своєму становищі. І це, своєю чергою, має вплинути і її внутрішню енергію - коливання частинок у молекулі, які змінюються з часом. Якщо молекулу ввести у стан квантової суперпозиції двох локацій, то співвідношення між положенням і внутрішньою енергієюнезабаром змусило б молекулу «вибрати» лише одну з двох позицій у просторі.

«-У більшості випадків явище декогеренції пов'язане з зовнішнім впливом, але в даному випадкувнутрішнє коливання частинок взаємодіє з рухом самої молекули», - пояснює Піковський.

Цей ефект поки що ніхто не спостерігав, оскільки інші джерела декогеренції, такі як магнітні поля, теплове випромінюванняі вібрації, як правило, набагато сильніші, і викликають руйнування квантових систем задовго до того, як це зробить гравітація. Але експериментатори прагнуть перевірити висловлену гіпотезу.

Подібна установка також може бути використана для перевірки здатності гравітації руйнувати квантові системи. Для цього необхідно буде порівняти вертикальний та горизонтальний інтерферометри: у першому суперпозиція повинна буде незабаром зникнути через розтягування часу на різних «висотах» шляху, тоді як у другому квантова суперпозиція може і зберегтися.

джерела

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

Ось ще трохи навколонаукового: ось наприклад, а ось. Якщо ви ще не в курсі, почитайте і що таке . А й дізнаємось, що за