Schrödinger'in kedi teorisi. Basit kelimelerle Schrödinger'in kedisi

Bir kedi aynı anda hem canlı hem de ölü olabilir mi? Kaç tane paralel evren var? Peki gerçekten varlar mı? Bunlar kesinlikle bilim kurgu soruları değil, kuantum fiziğinin çözdüğü son derece gerçek bilimsel problemlerdir.

Öyleyse başlayalım Schrödinger'in kedisi. Bu, kuantum fiziğinde var olan bir paradoksa işaret etmek için Erwin Schrödinger tarafından önerilen bir düşünce deneyidir. Deneyin özü aşağıdaki gibidir.

Hayali bir kedi, radyoaktif bir çekirdek ve bir zehirli gaz kabı ile aynı hayali mekanizmanın yanı sıra aynı anda kapalı bir kutuya yerleştirilir. Deneye göre çekirdek parçalanırsa mekanizmayı harekete geçirecek: Gaz kabı açılacak ve kedi ölecek. Nükleer bozunma olasılığı 2'de 1'dir.

Paradoks şu ki, kuantum mekaniğine göre, eğer çekirdek gözlemlenmezse, o zaman kedi sözde süperpozisyondadır, başka bir deyişle kedi aynı anda birbirini dışlayan durumlardadır (hem canlı hem de ölüdür). Ancak gözlemci kutuyu açarsa kedinin belirli bir durumda olduğunu doğrulayabilir: ya canlı ya da ölü. Schrödinger'e göre kuantum teorisinin eksikliği, kedinin hangi koşullar altında süperpozisyondan çıkıp canlı ya da ölü olduğunun belirtilmemesinde yatmaktadır.

Bu paradoks, Wigner'in halihazırda var olan bir düşünce deneyine arkadaş kategorisini ekleyen deneyiyle daha da güçleniyor. Wigner'e göre deneyi yapan kişi kutuyu açtığında kedinin ölü mü yoksa canlı mı olduğunu bilecek. Deneyi yapan kişi için kedi süperpozisyonda olmaktan çıkar, ancak kapının arkasında bulunan ve deneyin sonuçlarını henüz bilmeyen arkadaş için kedi hâlâ "yaşamla ölüm arasında" bir yerdedir. Bu, sonsuz sayıda kapı ve arkadaşla devam ettirilebilir ve benzer mantığa göre, deneycinin kutuyu açtığında ne gördüğünü Evrendeki tüm insanlar öğrenene kadar kedi süperpozisyonda kalacaktır.

Kuantum fiziği böyle bir paradoksu nasıl açıklıyor? Kuantum fiziği bir düşünce deneyi sunuyor kuantum intiharı ve iki olası seçenekler kuantum mekaniğinin farklı yorumlarına dayalı olayların gelişimi.

Bir düşünce deneyinde katılımcıya bir silah doğrultulur ve radyoaktif bir atomun bozunması sonucu ya ateşlenir ya da ateşlenmez. Yine 50'ye 50. Yani deneye katılan kişi ya ölecek ya da ölmeyecek ama şimdilik Schrödinger'in kedisi gibi süperpozisyonda.

Bu durum kuantum mekaniği açısından farklı şekillerde yorumlanabilir. Kopenhag yorumuna göre silah eninde sonunda patlayacak ve katılımcı ölecektir. Everett'in yorumuna göre süperpozisyon, katılımcının aynı anda var olduğu iki paralel evrenin varlığını sağlar: bunlardan birinde hayattadır (silah ateşlenmemiştir), ikincisinde ölmüştür (silah ateşlenmiştir). Bununla birlikte, eğer çoklu dünyalar yorumu doğruysa, o zaman evrenlerden birinde katılımcı her zaman hayatta kalır ve bu da "kuantum ölümsüzlüğünün" varlığı fikrine yol açar.

Schrödinger'in kedisine ve deneyin gözlemcisine gelince, o zaman Everett'in yorumuna göre o da hem kendisini hem de kediyi aynı anda iki Evrende, yani "kuantum dilinde", ona "dolaşmış" buluyor.

Bir bilim kurgu romanından alınmış bir hikaye gibi görünse de modern fizikte yeri olan birçok bilimsel teoriden biridir.

fizikçi Erwin Schrödinger'in yaptığı, kutudaki kedinin hem canlı hem de ölü olduğu yönündeki bir düşünce deneyidir. Böylece bilim adamı, atom altı sistemlerden makroskobik sistemlere geçiş sırasında kuantum mekaniğinin eksikliğini kanıtladı.

Menşei

Avusturyalı teorik fizikçi Erwin Schrödinger, 1935 yılında Naturwissenschaften yayınındaki “Kuantum Mekaniğinde Güncel Durum” (Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik) başlıklı makalesinde kutuda kedi ile bir deney yapmayı önerdi.

Kediyi alıp kutuya koyuyoruz. Kutuda bir atom çekirdeği ve zehirli gaz içeren bir kap bulunur. Nükleer parçalanma olasılığı %50'dir, eğer gerçekleşirse gaz kabı açılacak ve kedi ölecektir. Çürüme olmazsa kedi yaşıyor demektir. Kuantum mekaniğinin temellerine göre, kutuyu açmadan önce kedi kuantum süperpozisyon halindedir, yani aynı anda tüm hallerdedir.

“Kedi-çekirdek” sisteminde bir kedinin %50 aynı olasılıkla canlı ya da ölü olabileceği ortaya çıktı. Veya aynı anda hem diri hem de ölüdür.

İnternette Popülerlik

Schrödinger'in kedisi konusu ilk olarak Mayıs 1990'da Usenet'in bilim fizik forumunda internette tartışıldı. 9 Ağustos 2000'de, Straight Dope Soru-Cevap forumunda Schrödinger'in kedisine adanmış bir şiir yayınlandı.

Ağustos 2004'te çevrimiçi perakendeci ThinkGeek, "Schrodinger'in Kedisi Öldü" sloganlı tişörtler satmaya başladı.

4 Ocak 2006'da Xkcd çizgi roman serisinde bir Schrödinger çizgi romanı yayınlandı.

“Bu çizgi romanın son paneli hem komik hem de komik değil. Okumadan, sonunda nasıl sonuçlanacağını bilemezsiniz.

- Saçmalık"

2 Haziran 2007'de, Cheezburger Yapabilirim web sitesi kutudaki bir kedinin resmini yayınladı ve şu başlıkla yayınlandı: "Kuantum kutunuzda... bir kedi... belki."

Schrödinger'in kedisinin en büyük zaferi, Erwin Schrödinger'in 126. doğum günü olan 12 Ağustos 2013'te ortaya çıkan, kendisine ithaf edilen bir Google Doodle'ıydı.

Popüler kültür referansları

Filmler, diziler, kitaplar ve bilgisayar oyunları, bu deneyden bahsedildiği yer. Sadece birkaç örnek verelim.

Futurama'nın altıncı sezonunun 16. bölümünde polis Schrödinger ve kedisini gözaltına alır.

Rick and Morty'nin ilk sezonunun ikinci bölümünde ana karakterler paralel bir gerçeklikte Schrödinger'in kedileriyle tanışıyor.

"Teori"de Sheldon Cooper büyük patlama" Penny'ye erkeklerle kadınlar arasındaki ilişkilerin nasıl çalıştığını açıklamak için Schrödinger'in kedi teorisini kullanıyordum.

Anlam

Schrödinger'in kedisi sadece bir internet meme'i değil aynı zamanda bir kahramandır popüler kültür. Hem canlı hem de ölü olan kedi belli bir belirsizliği simgelemektedir. Schrödinger, bir şeyin hem komik hem de komik olmadığı ya da bir şeyin hem yasak hem de izin verildiği durumlarda hatırlanır. Örneğin kırmızı ve yeşil ışıkların aynı anda yandığı bir trafik ışığı Schrödinger trafik ışığıdır.

Galeri

Heisenberg'in bize açıkladığı gibi, belirsizlik ilkesi nedeniyle, kuantum mikro dünyasındaki nesnelerin tanımı, Newton'un makro dünyasındaki nesnelerin olağan tanımından farklı bir niteliktedir. Kuantum mekaniğinde nesneler, örneğin bilardo masasındaki bir top gibi mekanik hareketi tanımlamaya alışkın olduğumuz uzaysal koordinatlar ve hız yerine, dalga fonksiyonu olarak adlandırılan fonksiyonla tanımlanır. “Dalganın” tepesi, ölçüm anında uzayda bir parçacık bulmanın maksimum olasılığına karşılık gelir. Böyle bir dalganın hareketi, bize kuantum sisteminin durumunun zamanla nasıl değiştiğini söyleyen Schrödinger denklemiyle tanımlanır.

Şimdi kedi hakkında. Herkes kedilerin kutularda saklanmayı sevdiğini bilir (). Erwin Schrödinger de biliyordu. Üstelik tamamen İskandinav fanatizmiyle bu özelliği ünlü bir düşünce deneyinde kullanmıştı. İşin özü, bir kedinin cehennemi bir makineyle birlikte bir kutuya kilitlenmesiydi. Makine bir röle aracılığıyla örneğin radyoaktif olarak bozunan bir madde gibi bir kuantum sistemine bağlanır. Çürüme olasılığı bilinmektedir ve %50'dir. Cehennem makinesi, sistemin kuantum durumu değiştiğinde (çürüme meydana geldiğinde) ve kedi tamamen öldüğünde tetiklenir. “Kedi-kutu-cehennem makinesi-kuanta” sistemini bir saatliğine kendi haline bırakırsanız ve bir kuantum sisteminin durumunun olasılık ile tanımlandığını hatırlarsanız, bunu bulmanın muhtemelen mümkün olmayacağı ortaya çıkar. tıpkı bir paranın tura veya tura düşeceğini önceden doğru bir şekilde tahmin etmenin imkansız olması gibi, kedinin zamanın belirli bir anında canlı olup olmadığı. Paradoks çok basit: Bir kuantum sistemini tanımlayan dalga fonksiyonu bir kedinin iki durumunu karıştırır; tıpkı bağlı bir elektronun uzayda kendisinden eşit uzaklıktaki herhangi bir yere eşit olasılıkla yerleştirilebilmesi gibi, o da aynı anda canlı ve ölüdür. atom çekirdeği. Eğer kutuyu açmazsak kedinin ne durumda olduğunu tam olarak bilemeyiz. Bir atom çekirdeğinin gözlemlerini (ölçümlerini okumadan) yapmadan, onun durumunu yalnızca iki durumun üst üste binmesi (karışımı) ile tanımlayabiliriz: bozunmuş ve bozunmamış çekirdek. Nükleer bağımlılığa sahip bir kedi aynı anda hem canlı hem de ölüdür. Soru şudur: Bir sistem ne zaman iki durumun karışımı olarak var olmaktan çıkar ve belirli bir durumu seçer?

Deneyin Kopenhag yorumu bize, sistemin bir durumlar karışımı olmaktan çıktığını ve bir gözlem gerçekleştiği anda bu durumlardan birini seçtiğini, bunun da bir ölçüm olduğunu (kutu açılır) söyler. Yani, ölçüm gerçeği fiziksel gerçekliği değiştirerek dalga fonksiyonunun çökmesine yol açar (kedi ya ölür ya da hayatta kalır, ancak ikisinin karışımı olmaktan çıkar)! Bir düşünün, deney ve ona eşlik eden ölçümler etrafımızdaki gerçekliği değiştiriyor. Şahsen bu gerçek beynimi alkolden çok daha fazla rahatsız ediyor. Ünlü Steve Hawking de bu paradoksu yaşamakta zorlanıyor ve Schrödinger'in kedisi haberini aldığında elini Browning'e uzattığını tekrarlıyor. Seçkin teorik fizikçinin tepkisinin ciddiyeti, ona göre, dalga fonksiyonunun çöküşünde (onu iki olasılıktan birine çökertme) gözlemcinin rolünün büyük ölçüde abartılmasından kaynaklanmaktadır.

Elbette, Profesör Erwin 1935'te kedi işkencesini tasarladığında bu, kuantum mekaniğinin kusurlarını göstermenin ustaca bir yoluydu. Aslında bir kedinin aynı anda hem canlı hem de ölü olması mümkün değildir. Deneyin yorumlarından birinin bir sonucu olarak, makro dünyanın yasalarıyla (örneğin, termodinamiğin ikinci yasası - kedi ya canlı ya da ölüdür) mikro dünya arasında bir çelişki olduğu ortaya çıktı. dünya (kedi aynı anda hem canlı hem de ölüdür).

Yukarıdakiler pratikte kullanılır: kuantum hesaplama ve kuantum kriptografisinde. İki durumun üst üste bindiği bir ışık sinyali, fiber optik kablo aracılığıyla gönderilir. Saldırganlar kablonun ortasında bir yere bağlanırsa ve iletilen bilgiyi gizlice dinlemek için oraya bir sinyal vuruşu yaparsa, bu durum dalga fonksiyonunu çökertecektir (Kopenhag yorumu açısından gözlem yapılacaktır) ve ışık eyaletlerden birine girecek. Kablonun alıcı ucunda istatistiksel ışık testleri gerçekleştirerek, ışığın durumların süperpozisyonunda mı olduğunu yoksa daha önce gözlemlenip başka bir noktaya iletilip aktarılmadığını tespit etmek mümkün olacaktır. öyle olası yaratım Tespit edilemeyen sinyal müdahalesini ve gizli dinlemeyi hariç tutan iletişim araçları.

Schrödinger'in düşünce deneyinin daha yeni bir yorumu da Büyük Patlama Teorisi'nin kahramanı Sheldon Cooper'ın daha az eğitimli komşusu Penny'ye anlattığı bir hikayedir. Sheldon'ın öyküsünün amacı, Schrödinger'in kedisi kavramının insan ilişkilerine uygulanabilmesidir. Bir erkek ile bir kadın arasında neler olduğunu, aralarında nasıl bir ilişki olduğunu anlamak için: iyi ya da kötü, kutuyu açmanız yeterli. O zamana kadar ilişki hem iyi hem de kötüdür.

Schrödinger'in kedisi nedir, Schrödinger kedisi, Schrödinger'in kedisi hakkında herşey, Schrödinger'in kedisi paradoksu, Schrödinger'in kedi deneyi, kutudaki kedi, ne canlı ne ölü kedi, Schrödinger'in kedisi canlı mıdır, kedi deneyi

Bu aynı anda hem canlı hem ölü olan bir kedi. Bu talihsiz durumunu fizik alanında Nobel ödüllü Avusturyalı bilim adamı Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger'e borçludur.

Bölümler:

Deneyin özü / paradoksu

Kedi, radyoaktif bir çekirdek ve bir zehirli gaz kabı içeren bir mekanizmaya sahip kapalı bir kutunun içindedir. Deneyin özellikleri, çekirdeğin 1 saat içinde bozunma olasılığı %50 olacak şekilde seçilmiştir. Çekirdek parçalanırsa mekanizmayı harekete geçirir, gaz kabı açılır ve kedi ölür. Kuantum mekaniğine göre, eğer çekirdek hakkında hiçbir gözlem yapılmazsa, durumu iki durumun üst üste binmesi (karışımı) ile tanımlanır - çürümüş bir çekirdek ve çürümemiş bir çekirdek, dolayısıyla bir kutuda oturan bir kedi hem canlı hem de ölüdür. bir kerede.

Kutuyu açar açmaz deneyci yalnızca tek bir durum görmelidir: "çekirdek çürümüş, kedi ölmüş" veya "çekirdek çürümemiş, kedi yaşıyor." Ancak süreçte hiçbir gözlemci olmamasına rağmen, talihsiz hayvan "ölü" olarak kalıyor.

marjinalleştirilmiş

• Felaket asla tek başına gelmez
  Kutunun kuyruklu sakininin yalnızca sağlığı değil, cinsiyeti de şüpheli: Orijinal deneyde Schrödinger'in kedisi hâlâ bir kediydi (die Katze).
• “Ölü” kedi yoktur
  Schrödinger'in deneyinin amacının "ölü" kedilerin varlığını kanıtlamak olmadığını (ve "Portal" oyununun ikinci bölümündeki ifadenin aksine, kedileri öldürmek için bir bahane olarak icat edilmediğini) hatırlamak önemlidir. Açıkçası, bir ara durum olmadığından kedinin ya canlı ya da ölü olması gerekir.
  Deneyimler, kuantum mekaniğinin makrosistemlerin (kedinin de dahil olduğu) davranışını tanımlayamadığını göstermektedir: sistemin belirli bir durumu ne zaman seçtiğini, hangi koşullar altında dalga fonksiyonunun çöktüğünü ve kedinin hayatta kaldığını gösteren bazı kurallar olmadan bu teori eksiktir. ya da ölür ama ikisinin karışımı olmaktan çıkar.

• Kaliforniya Üniversitesi'nden Nadav Katz ve meslektaşları, bir parçacığın kuantum durumunu "geri döndürebildikleri" ve bu durumu ölçtükten sonra bir laboratuvar deneyinin sonuçlarını yayınladılar. Böylece dalga fonksiyonunun çökmesine neden olacak koşullar ne olursa olsun kedinin hayatını kurtarmak mümkün oluyor. Onun hayatta ya da ölü olması önemli değil: onu her zaman geri kazanabilirsin [link] .
• 06/03/2011 RIA Novosti, Çinli fizikçilerin yaratabildiğini bildirdi sekiz fotonlu "Schrödinger'in kedisi"[link] gelecekteki kuantum bilgisayarların gelişimini kolaylaştıracak

Kültürdeki imaj

Belki de hiç kimse kuantum mekaniğini popülerleştirmek için zavallı kediden daha fazlasını yapmamıştır. Bu karmaşık bilgi alanından en uzak olan ve muhtemelen acı çeken hayvanın akıbeti konusunda endişelenen insanlar bile, her şeyin o kadar da kötü olmadığını umarak deneyin inceliklerini anlamaya çalışıyorlar. Kedi sanatçılara ve popüler kültüre ilham veriyor.
Başlıca başarılarından bahsedelim:

Utanarak bu ifadeyi duyduğumu ama ne anlama geldiğini, hatta hangi konuda kullanıldığını bilmediğimi itiraf etmek istiyorum. Size bu kedi hakkında internette okuduklarımı anlatayım...

« Shroedinger'ın kedisi» - bu, aynı zamanda ödüllü ünlü Avusturyalı teorik fizikçi Erwin Schrödinger'in ünlü düşünce deneyinin adıdır. Nobel Ödülü. Bilim adamı, bu hayali deneyin yardımıyla atom altı sistemlerden makroskobik sistemlere geçişte kuantum mekaniğinin eksikliğini göstermek istedi.

Erwin Schrödinger'in orijinal makalesi 1935'te yayımlandı. İşte alıntı:

Oldukça gülünç olan vakalar da oluşturabilirsiniz. Bir kedinin aşağıdaki şeytani makineyle (kedinin müdahalesine bakılmaksızın olması gereken) çelik bir odaya kilitlenmesine izin verin: Bir Geiger sayacının içinde çok az miktarda radyoaktif madde vardır, o kadar küçüktür ki, bir saatte yalnızca bir atom bozunabilir. ama aynı olasılıkla parçalanmayabilir; bu gerçekleşirse, okuma tüpü boşaltılır ve röle etkinleştirilerek, hidrosiyanik asit şişesini kıran çekici serbest bırakır.

Tüm bu sistemi bir saatliğine kendi haline bırakırsak, atom parçalanmadığı sürece bu saatten sonra kedinin hayatta olacağını söyleyebiliriz. Atomun ilk parçalanması kediyi zehirler. Sistemin bir bütün olarak psi işlevi, bunu canlı ve ölü bir kediyi (ifadeyi bağışlayın) eşit parçalar halinde karıştırarak veya bulaştırarak ifade edecektir. Bu tür durumlarda belirsizliğin başlangıçta sınırlı olması normaldir. atom dünyası, doğrudan gözlemle ortadan kaldırılabilecek makroskobik belirsizliğe dönüştürülür. Bu, "bulanıklık modelinin" gerçeği yansıttığını safça kabul etmemizi engelliyor. Bu kendi başına belirsiz veya çelişkili bir şey anlamına gelmez. Bulanık veya odak dışı bir fotoğraf ile bulut veya sis fotoğrafı arasında fark vardır.

Başka bir deyişle:

1. Bir kutu ve bir kedi var. Kutu, radyoaktif bir atom çekirdeği ve bir zehirli gaz kabı içeren bir mekanizma içerir. Deneysel parametreler, 1 saat içinde nükleer bozunma olasılığı %50 olacak şekilde seçilmiştir. Çekirdek parçalanırsa gaz dolu bir kap açılır ve kedi ölür. Çekirdek çürümezse kedi hayatta ve sağlıklı kalır.
2. Kediyi bir kutuya kapatıyoruz, bir saat bekleyip şu soruyu soruyoruz: Kedi canlı mı ölü mü?
3. Kuantum mekaniği bize atom çekirdeğinin (ve dolayısıyla kedinin) aynı anda tüm olası durumlarda olduğunu söylüyor gibi görünüyor (bkz. kuantum süperpozisyonu). Kutuyu açmadan önce kedi-çekirdek sistemi %50 olasılıkla “çekirdek çürümüş, kedi ölmüş” durumunda ve %50 olasılıkla “çekirdek çürümemiş, kedi yaşıyor” durumundadır. olasılık %50. Kutunun içinde oturan kedinin aynı anda hem canlı hem de ölü olduğu ortaya çıktı.
4. Modern Kopenhag yorumuna göre kedi herhangi bir ara durumu olmaksızın canlı/ölüdür. Ve çekirdeğin bozunma durumunun seçimi, kutunun açıldığı anda değil, çekirdek dedektöre girdiğinde bile gerçekleşir. Çünkü “kedi-dedektör-çekirdek” sisteminin dalga fonksiyonunun indirgenmesi, kutunun insan gözlemcisi ile değil, çekirdeğin dedektör-gözlemcisi ile ilişkilidir.

Kuantum mekaniğine göre, eğer bir atomun çekirdeği gözlemlenmezse, durumu iki durumun bir karışımı ile tanımlanır - bozunmuş bir çekirdek ve çürümemiş bir çekirdek, dolayısıyla bir kutuda oturan ve bir atomun çekirdeğini kişileştiren bir kedi. aynı anda hem canlı hem de ölüdür. Kutu açılırsa deneyci yalnızca belirli bir durumu görebilir: "çekirdek çürümüş, kedi ölmüş" veya "çekirdek çürümemiş, kedi yaşıyor."

İnsan dilindeki öz

Schrödinger'in deneyi, kuantum mekaniği açısından kedinin hem canlı hem de ölü olduğunu gösterdi ki bu böyle olamaz. Bu nedenle kuantum mekaniğinin önemli kusurları vardır.

Soru şudur: Bir sistem ne zaman iki durumun karışımı olarak var olmaktan çıkar ve belirli bir durumu seçer? Deneyin amacı, kuantum mekaniğinin, hangi koşullar altında dalga fonksiyonunun çöktüğünü ve kedinin ya öldüğünü ya da hayatta kaldığını, ancak artık her ikisinin bir karışımı olmadığını gösteren bazı kurallar olmadan eksik olduğunu göstermektir. Bir kedinin ya canlı ya da ölü olması gerektiği açık olduğundan (yaşam ile ölüm arasında bir ara durum yoktur), atom çekirdeği için de aynı durum geçerli olacaktır. Ya çürümüş ya da çürümemiş olmalıdır (Wikipedia).

Schrödinger'in düşünce deneyinin daha yeni bir yorumu da Büyük Patlama Teorisi'nin kahramanı Sheldon Cooper'ın daha az eğitimli komşusu Penny'ye anlattığı bir hikayedir. Sheldon'ın öyküsünün amacı, Schrödinger'in kedisi kavramının insan ilişkilerine uygulanabilmesidir. Bir erkek ile bir kadın arasında neler olduğunu, aralarında nasıl bir ilişki olduğunu anlamak için: iyi ya da kötü, kutuyu açmanız yeterli. O zamana kadar ilişki hem iyi hem de kötüdür.

Aşağıda Sheldon ve Penia arasındaki bu Big Bang Theory alışverişinin video klibi var.

Schrödinger'in illüstrasyonu en iyi örnek kuantum fiziğinin ana paradoksunu tanımlamak için: yasalarına göre, elektronlar, fotonlar ve hatta atomlar gibi parçacıklar aynı anda iki durumda bulunur (uzun süredir acı çeken kediyi hatırlarsanız "canlı" ve "ölü"). Bu durumlara süperpozisyon denir.

Arkansas Üniversitesi'nden (Arkansas Eyalet Üniversitesi) Amerikalı fizikçi Art Hobson, bu paradoksa çözümünü önerdi.

“Kuantum fiziğindeki ölçümler, mikroskobik sistemlerin (atomlar, fotonlar ve elektronlar) kuantum durumunun belirlendiği Geiger sayacı gibi belirli makroskobik cihazların çalışmasına dayanmaktadır. Kuantum teorisi, mikroskobik bir sistemi (parçacığı) iki sistemi birbirinden ayıran makroskobik bir cihaza bağlarsanız, bunu ima eder. farklı eyaletler sistem, o zaman cihaz (örneğin Geiger sayacı) kuantum dolanıklık durumuna girecek ve aynı zamanda kendisini aynı anda iki süperpozisyonda bulacaktır. Ancak bu fenomeni doğrudan gözlemlemek imkansız, bu da onu kabul edilemez kılıyor” diyor fizikçi.

Hobson, Schrödinger'in paradoksunda kedinin, radyoaktif bir çekirdeğe bağlanan ve o çekirdeğin bozunma veya "bozunmama" durumunu belirleyen makroskobik bir cihaz, bir Geiger sayacı rolünü oynadığını söylüyor. Bu durumda yaşayan bir kedi “çürümemenin” göstergesi, ölü bir kedi ise çürümenin göstergesi olacaktır. Ancak kuantum teorisine göre kedinin de çekirdek gibi yaşam ve ölümün iki süperpozisyonunda var olması gerekir.

Fizikçi bunun yerine, kedinin kuantum durumunun atomun durumuyla dolanık olması gerektiğini, yani kedilerin birbirleriyle "yerel olmayan bir ilişki" içinde olmaları gerektiğini söylüyor. Yani, dolanık nesnelerden birinin durumu aniden tersine değişirse, birbirlerinden ne kadar uzakta olursa olsun çiftinin durumu da değişecektir. Hobson aynı zamanda bu kuantum teorisinin deneysel olarak doğrulanmasından da söz ediyor.

“Kuantum dolaşıklık teorisinin en ilginç yanı, her iki parçacığın durumundaki değişikliğin anında gerçekleşmesidir: hiçbir ışık veya elektromanyetik sinyalin bir sistemden diğerine bilgi iletmeye zamanı olmaz. Yani aralarındaki mesafe ne kadar büyük olursa olsun onun uzay tarafından iki parçaya bölünmüş tek bir nesne olduğunu söyleyebilirsiniz," diye açıklıyor Hobson.

Schrödinger'in kedisi artık aynı anda hem canlı hem de ölü değil. Parçalanma meydana gelirse ölmüştür, parçalanma hiç olmazsa diridir.

Bu paradoksa benzer çözümlerin son otuz yılda üç bilim adamı grubu tarafından daha önerildiğini, ancak bunların ciddiye alınmadığını ve geniş bilim çevrelerinde gözden kaçırıldığını da ekleyelim. Hobson, kuantum mekaniğinin paradokslarını en azından teorik olarak çözmenin, derinlemesine anlaşılması için kesinlikle gerekli olduğunu belirtiyor.

Schrödinger

Ama yakın zamanda Teorisyenler Yerçekiminin Schrodinger'in Kedisini Nasıl Öldürdüğünü Açıklıyor ama bu daha karmaşık...

Kural olarak fizikçiler, parçacıklar dünyasında süperpozisyonun mümkün olduğu, ancak kediler veya diğer makro nesnelerde süperpozisyonun imkansız olduğu olgusunu açıklıyorlar. çevre. Bir kuantum nesnesi bir alandan geçtiğinde veya rastgele parçacıklarla etkileşime girdiğinde, sanki ölçülmüş gibi hemen tek bir durumu varsayar. Bilim adamlarının inandığı gibi, süperpozisyon tam olarak bu şekilde yok ediliyor.

Ancak süperpozisyon durumundaki bir makro nesneyi diğer parçacıklar ve alanlarla olan etkileşimlerden izole etmek bir şekilde mümkün hale gelse bile, er ya da geç yine de tek bir duruma bürünecektir. İle en azından Bu, Dünya yüzeyinde meydana gelen süreçler için geçerlidir.

“Yıldızlararası uzayda bir yerde belki bir kedinin kuantum tutarlılığını koruma şansı olabilir, ancak Dünya'da veya herhangi bir gezegenin yakınında bu son derece düşük bir ihtimal. Ve bunun nedeni yerçekimidir," diye açıklıyor yeni çalışmanın baş yazarı, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Igor Pikovski.

Viyana Üniversitesi'nden Pikovsky ve meslektaşları, yerçekiminin makro nesnelerin kuantum süperpozisyonları üzerinde yıkıcı bir etkiye sahip olduğunu ve bu nedenle makrokozmosta benzer fenomenleri gözlemlemediğimizi savunuyorlar. Bu arada, yeni hipotezin temel konsepti “Interstellar” adlı uzun metrajlı filmde kısaca özetleniyor.

Einstein'ın genel teori görelilik, son derece büyük bir nesnenin, yakınındaki uzay-zamanı bükeceğini belirtir. Durumu daha küçük düzeyde ele aldığımızda, Dünya yüzeyine yakın bir yerde bulunan bir molekül için zamanın, gezegenimizin yörüngesinde yer alan bir moleküle göre biraz daha yavaş akacağını söyleyebiliriz.

Yerçekiminin uzay-zaman üzerindeki etkisi nedeniyle, bu etkiden etkilenen bir molekül, konumunda bir sapma yaşayacaktır. Ve bu da onun iç enerjisini - bir molekül içindeki parçacıkların zamanla değişen titreşimlerini - etkilemelidir. Eğer bir molekül iki konumun kuantum süperpozisyonu durumuna getirilirse, o zaman konum ile iç enerji arasındaki ilişki, molekülü çok geçmeden uzaydaki iki konumdan yalnızca birini "seçmeye" zorlayacaktır.

Pikovsky, "Çoğu durumda eşevresizlik olgusu dış bir etkiyle ilişkilidir, ancak bu durumda parçacıkların iç titreşimi molekülün kendi hareketi ile etkileşime girer" diye açıklıyor.

Bu etki henüz gözlemlenmemiştir, çünkü diğer uyumsuzluk kaynakları aşağıdaki gibidir: manyetik alanlar, termal radyasyon ve titreşimler genellikle çok daha güçlüdür ve kuantum sistemlerinin yerçekiminden çok önce yok olmasına neden olur. Ancak deneyciler hipotezi test etmeye çalışıyorlar.

Benzer bir kurulum, yerçekiminin kuantum sistemlerini yok etme yeteneğini test etmek için de kullanılabilir. Bunu yapmak için, dikey ve yatay interferometreleri karşılaştırmak gerekli olacaktır: ilkinde, yolun farklı "yüksekliklerinde" zamanın genişlemesi nedeniyle süperpozisyon kısa süre içinde kaybolmalı, ikincisinde ise kuantum süperpozisyon kalabilir.