Şübhəsiz ki, "Şrödingerin pişiyi" kimi bir fenomenin olduğunu bir neçə dəfə eşitmisiniz. Ancaq fizik deyilsinizsə, çox güman ki, onun hansı pişik olduğunu və nə üçün lazım olduğunu uzaqdan təsəvvür edirsiniz.
« Shroedinger pişiyi"- bu, həm də laureatı olan məşhur avstriyalı nəzəri fizik Ervin Şrödingerin məşhur düşüncə təcrübəsinin adıdır. Nobel mükafatı. Alim bu uydurma təcrübənin köməyi ilə atomaltı sistemlərdən makroskopik sistemlərə keçiddə kvant mexanikasının natamamlığını göstərmək istəyib.
Bu məqalə izah etməyə çalışır sadə sözlərləŞrodinqerin pişik və kvant mexanikası haqqında nəzəriyyəsinin mahiyyəti, ali texniki təhsili olmayan şəxs üçün əlçatan olsun. Məqalədə eksperimentin müxtəlif şərhləri, o cümlədən “Nəzəriyyə böyük partlayış».
Təcrübənin təsviri
Erwin Schrödinger-in orijinal məqaləsi 1935-ci ildə nəşr edilmişdir. Orada eksperiment istifadə edərək təsvir edilmiş və ya hətta fərdiləşdirilmişdir:
Siz həmçinin burlesque kifayət qədər olan hallarda inşa edə bilərsiniz. Qoy bir pişiyi polad kameraya və aşağıdakı şeytani maşınla (pişiyin müdaxiləsindən asılı olmayaraq) kilidləsinlər: Geiger sayğacının içərisində kiçik miqdarda radioaktiv material var, o qədər kiçik ki, bir atomda yalnız bir atom çürüyə bilər. saat, lakin eyni ilə ehtimal dağılmaya bilər; bu baş verərsə, oxu borusu boşaldılır və hidrosiyanik turşu flakonunu pozan çəkic aşağı salınan bir röle işə salınır.
Bütün bu sistemi bir saat öz ixtiyarına buraxsaq, atom çürümədikcə, bu müddətdən sonra pişik canlı olacaq deyə bilərik. Bir atomun ilk çürüməsi pişiyi zəhərləyəcəkdi. Bütövlükdə sistemin psi funksiyası bunu özündə qarışdırmaqla və ya diri və ölü pişiyi (ifadəsini bağışlayın) bərabər nisbətdə ləkələməklə ifadə edəcəkdir. Tipik olaraq oxşar hallarəvvəlcə atom dünyası ilə məhdudlaşan qeyri-müəyyənliyin birbaşa müşahidə ilə aradan qaldırıla bilən makroskopik qeyri-müəyyənliyə çevrilməsidir. Bu, bizim sadəlövhcəsinə “bulanıqlıq modeli”ni reallığı əks etdirən qəbul etməyimizə mane olur. Bu, özlüyündə qeyri-müəyyən və ya ziddiyyətli bir şey demək deyil. Qeyri-səlis və ya fokuslanmayan fotoşəkil ilə bulud və ya duman çəkilişi arasında fərq var.
Başqa sözlə:
- Bir qutu və bir pişik var. Qutuda radioaktiv atom nüvəsi və zəhərli qaz konteyneri olan mexanizm var. Təcrübə parametrləri elə seçilir ki, nüvənin 1 saat ərzində parçalanması ehtimalı 50% olsun. Əgər nüvə parçalanırsa, qaz qabı açılır və pişik ölür. Nüvənin parçalanması baş verməzsə, pişik canlı və sağlam qalır.
- Pişiyi qutuya bağlayırıq, bir saat gözləyirik və özümüzdən soruşuruq: pişik sağdır, yoxsa ölü?
- Kvant mexanikası, sanki, atom nüvəsinin (və deməli, pişiyin) eyni anda bütün mümkün vəziyyətlərdə olduğunu söyləyir (bax: kvant superpozisiya). Qutunu açmamışdan əvvəl “pişik nüvəsi” sistemi 50% ehtimalla “nüvə çürüdü, pişik öldü” vəziyyətində və “nüvə çürüməyib, pişik sağdır” vəziyyətindədir. 50% ehtimalı ilə. Məlum olur ki, qutuda oturan pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür.
- Müasir Kopenhagen təfsirinə görə, pişik hələ də heç bir ara dövlət olmadan diri / ölüdür. Və nüvənin çürümə vəziyyətinin seçimi qutunun açıldığı anda deyil, hətta nüvə detektora daxil olduqda baş verir. Çünki “pişik-detektor-nüvə” sisteminin dalğa funksiyasının azalması qutunun insan müşahidəçisi ilə deyil, nüvənin detektor-müşahidəçisi ilə bağlıdır.
Sadə sözlərlə izahat
Kvant mexanikasına görə, əgər atomun nüvəsi müşahidə edilmirsə, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin qarışığı ilə təsvir olunur - çürümüş nüvə və çürüməmiş nüvə, buna görə də qutuda oturan və atomun nüvəsini təcəssüm etdirən bir pişik. eyni anda həm diri, həm də ölüdür. Əgər qutu açılırsa, onda eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görə bilər – “nüvə parçalanıb, pişik ölüb” və ya “nüvə parçalanmayıb, pişik sağdır”.
İnsan dilində mahiyyət: Schrödinger təcrübəsi göstərdi ki, kvant mexanikası nöqteyi-nəzərindən pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür, bu ola bilməz. Beləliklə, kvant mexanikasında əhəmiyyətli çatışmazlıqlar var.
Sual belədir: sistem nə vaxt iki dövlətin qarışığı kimi mövcud olmağı dayandırır və konkret birini seçir? Təcrübənin məqsədi dalğa funksiyasının hansı şəraitdə dağıldığını və pişiyin ya öldüyünü, ya da sağ qaldığını, lakin hər ikisinin qarışığı olmaqdan çıxdığını müəyyən edən bəzi qaydalar olmadan kvant mexanikasının natamam olduğunu göstərməkdir. Pişiyin mütləq ya diri, ya da ölü olması lazım olduğu aydın olduğundan (həyat və ölüm arasında aralıq vəziyyət yoxdur), bu, atom nüvəsi üçün də eyni olacaq. O, mütləq ya parçalanmalı, ya da parçalanmamalıdır (Vikipediya).
Böyük Partlayış Nəzəriyyəsindən video
Başqa bir ən son şərh düşüncə təcrübəsi Schrödinger, Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi personajı Şeldon Kuperin Penninin daha az təhsilli qonşusuna danışdığı hekayədir. Sheldonun hekayəsinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, Şrödingerin pişiyi anlayışı insanlar arasındakı münasibətlərə tətbiq oluna bilər. Kişi və qadın arasında nə baş verdiyini, onların arasında hansı münasibət olduğunu anlamaq üçün: yaxşı və ya pis, sadəcə qutunu açmaq lazımdır. O vaxta qədər münasibətlər həm yaxşı, həm də pis olur.
Aşağıda Sheldon və Peny arasındakı Big Bang Theory dialoqunun video klipi var.
Təcrübə nəticəsində pişik hələ də sağ idimi?
Məqaləni diqqətlə oxumayan, lakin hələ də pişikdən narahat olanlar üçün - yaxşı xəbər: məlumatlarımıza görə, dəli avstriyalı fizikin düşüncə təcrübəsi nəticəsində narahat olmayın.
BİR DƏ BİR PİŞİYƏ XƏBƏRLƏR OLMADI
Ensiklopedik YouTube
-
1 / 5
Əslində, Hokinq və bir çox başqa fiziklər belə bir fikirdədirlər ki, kvant mexanikasının şərhinin “Kopenhagen məktəbi” müşahidəçinin rolunu əsassız olaraq vurğulayır. Bu məsələdə fiziklər arasında yekun birlik hələ əldə olunmayıb.
Zamanın hər anında aləmlərin paralelləşməsi, ehtimaldan fərqli olaraq, onların ehtimalından asılı olaraq hər bir addımda mümkün yollardan biri seçildikdə, həqiqi qeyri-deterministik avtomata uyğun gəlir.
Wigner paradoksu
Bu Schrödinger təcrübəsinin mürəkkəb versiyasıdır. Eugene Wigner "dostlar" kateqoriyasını təqdim etdi. Təcrübəni tamamladıqdan sonra eksperimentator qutunu açır və canlı pişiyi görür. Qutunun açılması anında pişiyin dövlət vektoru “nüvə parçalanmayıb, pişik sağdır” vəziyyətinə keçir. Beləliklə, laboratoriyada pişiyin diri olduğu tanınıb. Laboratoriya xaricindədir dost. dost pişiyin diri və ya ölü olduğunu hələ bilmir. dost pişiyi canlı kimi tanıyır, o zaman ki, eksperimentator ona təcrübənin nəticəsi barədə məlumat verir. Amma hər kəs Dostlar pişik hələ diri kimi tanınmayıb və onlar yalnız təcrübənin nəticəsi barədə məlumat verildikdə onu tanıyacaqlar. Beləliklə, bir pişik yalnız kainatdakı bütün insanlar təcrübənin nəticəsini bildikdə tamamilə canlı (və ya tamamilə ölü) hesab edilə bilər. Bu miqyasda bu nöqtəyə qədər Böyük Kainat pişik, Wignerə görə, eyni anda diri və ölü olaraq qalır.
Praktik istifadə
Yuxarıda göstərilənlər praktikada tətbiq olunur: kvant-hesablamada və kvant-kriptoqrafiyada. Fiber-optik kabel iki vəziyyətin superpozisiyasında olan işıq siqnalını ötürür. Təcavüzkarlar ortada bir yerdə kabelə qoşulub ötürülən məlumatı dinləmək üçün orada siqnal vururlarsa, bu, dalğa funksiyasını çökdürəcək (Kopenhagen şərhi nöqteyi-nəzərindən müşahidə aparılacaq) və işıq əyalətlərdən birinə gedəcək. Kabelin qəbuledici ucunda işığın statistik sınaqlarını apardıqdan sonra işığın vəziyyətlərin superpozisiyasında olub-olmadığını və ya artıq müşahidə edilib başqa nöqtəyə ötürüldüyünü öyrənmək mümkün olacaq. Bu, hiss olunmayan siqnalın ələ keçirilməsini və dinləməni istisna edən rabitə vasitələri yaratmağa imkan verir.
Təcrübə (bunu prinsipcə həyata keçirmək olar, baxmayaraq ki, böyük həcmdə məlumat ötürməyə qadir olan kvant kriptoqrafiyasının işlək sistemləri hələ yaradılmayıb) həm də göstərir ki, Kopenhagen təfsirində “müşahidə”nin müşahidəçinin şüuru ilə heç bir əlaqəsi yoxdur. ildən bu məsələ telin tamamilə cansız bir qolu kabelin sonunda statistikanın dəyişməsinə gətirib çıxarır.
Əgər qutu açılırsa, eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görməlidir: "nüvə çürüdü, pişik öldü" və ya "nüvə çürüməyib, pişik diri".
"Şrödingerin pişiyi" - təxmin etdiniz, Şrödinger, daha doğrusu, fizika üzrə Nobel mükafatı laureatı, avstriyalı alim Ervin Rudolf Yozef Aleksandr Şrödinger tərəfindən qurulan əyləncəli düşüncə təcrübəsinin adıdır.
Vikipediya eksperimentin tərifini belə verir: "Pişik qapalı qutuya qoyulur. Qutuda radioaktiv nüvə və zəhərli qaz olan konteyner olan mexanizm var. Təcrübənin parametrləri elə seçilir ki, nüvənin çürümə ehtimalı 1 saat 50% təşkil edir.Əgər nüvə parçalanırsa, mexanizmi hərəkətə gətirir - qazlı konteyner açılır və pişik ölür.
Kvant mexanikasına görə, əgər nüvə üzərində müşahidə aparılmırsa, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin - çürümüş nüvənin və çürüməmiş nüvənin superpozisiyası (qarışması) ilə təsvir olunur, buna görə də qutuda oturan pişik həm diri, həm də ölüdür. eyni vaxtda. Əgər qutu açılırsa, onda eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görməlidir: “nüvə çürüdü, pişik öldü” və ya “nüvə çürüməyib, pişik sağdır”.
Həmçinin oxuyun :
Belə çıxır ki, çıxışda diri və ya ölü bir pişikimiz var, lakin potensial olaraq pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür. Beləliklə, Şrodinqer kvant mexanikasının məhdudiyyətlərini ona müəyyən qaydalar tətbiq etmədən sübut etməyə çalışdı.
Kvant fizikasının Kopenhagen təfsiri - xüsusən də bu təcrübə - göstərir ki, pişik potensial fazalardan birinin (diri və ya ölü) xassələrini yalnız müşahidəçi prosesə müdaxilə etdikdən sonra əldə edir.
Yəni konkret Şrödinger qutunu açanda yüz faiz əminliklə kolbasa kəsməli və ya baytar çağırmalı olacaq. Pişik mütləq diri və ya qəfil öləcək. Ancaq prosesdə heç bir müşahidəçi olmadığı müddətcə - görmə formasında şübhəsiz xidmətləri olan konkret bir şəxs və ən azı aydın şüur - pişik "göy ilə yer arasında" dayandırılmış vəziyyətdə olacaq.
Öz-özünə yeriyən pişik haqqında qədim məsəl bu kontekstdə yeni çalarlar alır. Şübhəsiz ki, Şrödingerin pişiyi kainatın ən firavan məxluqu deyil. Gəlin pişiyə onun üçün uğurlu nəticə arzulayaq və kvant mexanikasının sirli və bəzən amansız dünyasından başqa bir əyləncəli problemə müraciət edək.
Bu belə səslənir: "Yaxınlıqda bu səsi qavrayacaq adam yoxdursa, meşəyə düşən ağac hansı səsi çıxarır?" Burada, bədbəxt / xoşbəxt bir pişiyin ağ-qara taleyindən fərqli olaraq, çox rəngli fərziyyələr palitrası ilə qarşılaşırıq: səs yoxdur / səs var, bu nədir, əgər varsa və deyilsə, bəs niyə? Bu suala çox sadə bir səbəbdən - eksperimentin aparılmasının mümkünsüzlüyünə görə cavab vermək mümkün deyil. Axı hər hansı bir təcrübə qavrayıb nəticə çıxara bilən müşahidəçinin olmasını nəzərdə tutur.
Həmçinin oxuyun :
Yəni bizim yoxluğumuzda ətrafımızdakı reallıq obyektlərinin başına nə gəldiyini təxmin etmək mümkün deyil. Əgər onu dərk etmək mümkün deyilsə, o, mövcud deyildir. Biz otaqdan çıxan kimi onun bütün məzmunu otağın özü ilə birlikdə mövcud olmağı dayandırır və ya daha dəqiq desək, yalnız potensial olaraq mövcud olmağa davam edir.
Eyni zamanda, yanğın və ya daşqın, avadanlıqların oğurlanması və ya içəri girənlər var. Üstəlik, biz də onun içində, müxtəlif potensial dövlətlərdə varıq. Biri otaqda dolanıb axmaq bir melodiya fit çalıram, o biri kədərlə pəncərəyə baxıram, üçüncüsü həyat yoldaşı ilə telefonla danışır. Hətta bizimkilər də orada yaşayır qəfil ölüm və ya gözlənilməz telefon zəngi şəklində xoş xəbər.
Bir anlıq bütün imkanların qapının arxasında gizləndiyini təsəvvür edin. İndi təsəvvür edin ki, bütün dünyamız belə reallaşdırılmamış potensialların cəmidir. Gülməli, hə?
HAQQINDA Ancaq burada təbii sual yaranır: bəs nə? Bəli - gülməli, bəli - maraqlıdır, amma əslində nə dəyişir? Elm bu barədə təvazökarcasına susur. Kvant fizikası üçün bu cür biliklər Kainatı və onun mexanizmlərini dərk etməkdə yeni yollar açır, lakin biz, böyük elmi kəşflərdən uzaq insanlar üçün belə məlumatlar faydasız görünür.
Bu necə boşunadır!? Axı mən fani bu dünyada varamsa, mən ölməz başqa bir dünyada varam! Həyatım uğursuzluqlar və kədərlər silsiləsidən ibarətdirsə, deməli mən haradasa varam - şanslı və xoşbəxtəm? Əslində, hisslərimizdən kənar heç bir şey yoxdur, necə ki, biz içəri girənə qədər yer yoxdur. Qavrama orqanlarımız bizi yalnız aldadır, beynimizdə bizi "ətrafdakı" dünyanın şəklini çəkir. Əslində bizdən kənarda olanlar yeddi möhürün arxasında sirr olaraq qalır.
Schrödinger pişiyi məşhur düşüncə təcrübəsidir. Məşhur tərəfindən qoyulmuşdur Nobel mükafatçısı fizika sahəsində - avstriyalı alim Ervin Rudolf Josef Alexander Schrödinger.
Təcrübənin mahiyyəti belə idi. Bir pişik qapalı kameraya (qutuya) yerləşdirildi. Qutuda radioaktiv nüvə və zəhərli qaz olan mexanizm var. Parametrlər elə seçilib ki, bir saat ərzində nüvə parçalanması ehtimalı düz əlli faiz olsun. Əgər nüvə parçalansa, mexanizm işə düşəcək və zəhərli qaz olan konteyner açılacaq. Buna görə də Şrödingerin pişiyi öləcək.
Qanunlara görə, əgər nüvəni müşahidə etməsəniz, onda onun halları iki əsas vəziyyətə görə təsvir ediləcək - çürümüş və çürüməmiş nüvə. Və burada bir paradoks yaranır: qutuda oturan Şrödingerin pişiyi eyni anda həm ölü, həm də diri ola bilər. Amma qutu açılırsa, eksperimentator yalnız bir xüsusi vəziyyəti görəcək. Ya “nüvə parçalanıb, pişik ölüb” və ya “nüvə parçalanmayıb və Şrödingerin pişiyi sağdır”.
Məntiqlə iki çıxışdan birinə sahib olacağıq: ya canlı pişik, ya da ölü. Ancaq potensialda heyvan bir anda hər iki vəziyyətdədir. Şrodinqer bununla da kvant mexanikasının məhdudiyyətləri haqqında fikirlərini sübut etməyə çalışdı.
Kopenhagen şərhinə və xüsusən də bu təcrübəyə görə, pişik potensial fazalarından birində (ölü-diri) bu xassələri yalnız kənar müşahidəçinin prosesə müdaxiləsindən sonra əldə edir. Ancaq bu müşahidəçi olmadığı müddətcə (bu, görmə və şüurun aydınlığı fəzilətlərinə malik olan konkret bir şəxsin varlığını nəzərdə tutur), pişik "həyat və ölüm arasında" qeyri-müəyyənlik içində olacaq.
Öz-özünə yeriyən pişik haqqında məşhur qədim məsəl bu təcrübə kontekstində yeni, maraqlı çalarlar əldə edir.
Klassik Kopenhagendən ciddi şəkildə fərqlənən Everett-ə görə, müşahidə prosesi xüsusi bir şey hesab edilmir. Şrödingerin pişiyinin ola biləcəyini hər iki ifadə bu şərhdə mövcud ola bilər. Ancaq bir-birləri ilə əlaqəni kəsirlər. Bu o deməkdir ki, bu dövlətlərin birliyi məhz onlarla qarşılıqlı əlaqə nəticəsində pozulacaq xarici dünya. Qutunu açan və pişiyin vəziyyətinə nifaq salan müşahidəçidir.
Belə bir fikir var həlledici söz bu məsələdə Şrödingerin pişiyi kimi məxluqa buraxılmalıdır. Bu rəyin mənası, bütün verilmiş təcrübədə yeganə mütləq səlahiyyətli müşahidəçinin heyvan olduğunu qəbul etməkdir. Məsələn, alimlər Maks Teqmark, Bruno Marşal və Hans Moraven yuxarıdakı eksperimentin modifikasiyasını təqdim etdilər, burada əsas fikir pişiyin fikridir. Bu vəziyyətdə Şrödingerin pişiyi şübhəsiz sağ qalır, çünki nəticələri yalnız sağ qalan pişik müşahidə edə bilər. Lakin alim Nadav Katz öz nəticələrini dərc etdi və orada zərrəciyin vəziyyətini dəyişdirdikdən sonra onun vəziyyətini "qaytara" bildi. Beləliklə, pişiyin sağ qalma şansı nəzərəçarpacaq dərəcədə artır.
Utandığım üçün etiraf etmək istəyirəm ki, mən bu ifadəni eşitmişəm, lakin onun nə demək olduğunu və ən azı hansı mövzuda işlədildiyini heç bilmirdim. Bu pişik haqqında internetdə oxuduqlarımı sizə deyim...
« Shroedinger pişiyi» - bu, həm də Nobel mükafatı laureatı olan məşhur avstriyalı nəzəri fizik Ervin Şrödingerin məşhur düşüncə təcrübəsinin adıdır. Alim bu uydurma təcrübənin köməyi ilə atomaltı sistemlərdən makroskopik sistemlərə keçiddə kvant mexanikasının natamamlığını göstərmək istəyib.
Erwin Schrödinger-in orijinal məqaləsi 1935-ci ildə nəşr edilmişdir. Budur sitat:
Siz həmçinin burlesque kifayət qədər olan hallarda inşa edə bilərsiniz. Qoy bir pişiyi polad kameraya və aşağıdakı şeytani maşınla (pişiyin müdaxiləsindən asılı olmayaraq) kilidləsinlər: Geiger sayğacının içərisində kiçik miqdarda radioaktiv material var, o qədər kiçik ki, bir atomda yalnız bir atom çürüyə bilər. saat, lakin eyni ilə ehtimal dağılmaya bilər; bu baş verərsə, oxu borusu boşaldılır və hidrosiyanik turşu flakonunu pozan çəkic aşağı salınan bir röle işə salınır.
Bütün bu sistemi bir saat öz ixtiyarına buraxsaq, atom çürümədikcə, bu müddətdən sonra pişik canlı olacaq deyə bilərik. Bir atomun ilk çürüməsi pişiyi zəhərləyəcəkdi. Bütövlükdə sistemin psi-funksiyası bunu öz içində qarışdırmaqla və ya diri və ölü pişiyi (ifadəsini bağışla) bərabər nisbətdə ləkələməklə ifadə edəcəkdir. Belə hallarda tipik olan, əvvəlcə atom dünyası ilə məhdudlaşan qeyri-müəyyənliyin birbaşa müşahidə ilə aradan qaldırıla bilən makroskopik qeyri-müəyyənliyə çevrilməsidir. Bu, bizim sadəlövhcəsinə “bulanıqlıq modeli”ni reallığı əks etdirən qəbul etməyimizə mane olur. Bu, özlüyündə qeyri-müəyyən və ya ziddiyyətli bir şey demək deyil. Qeyri-səlis və ya fokuslanmayan fotoşəkil ilə bulud və ya duman çəkilişi arasında fərq var.
Başqa sözlə:
- Bir qutu və bir pişik var. Qutuda radioaktiv atom nüvəsi və zəhərli qaz konteyneri olan mexanizm var. Təcrübə parametrləri elə seçilir ki, nüvənin 1 saat ərzində parçalanması ehtimalı 50% olsun. Əgər nüvə parçalanırsa, qaz qabı açılır və pişik ölür. Nüvə çürüməzsə, pişik canlı və sağlam qalır.
- Pişiyi qutuya bağlayırıq, bir saat gözləyirik və özümüzdən soruşuruq: pişik sağdır, yoxsa ölü?
- Kvant mexanikası, sanki, atom nüvəsinin (və deməli, pişiyin) eyni anda bütün mümkün vəziyyətlərdə olduğunu söyləyir (bax: kvant superpozisiya). Qutunu açmamışdan əvvəl pişik nüvəsi sistemi 50% ehtimalla “nüvə çürüdü, pişik öldü” və “nüvə çürüməyib, pişik sağdır” vəziyyətindədir. ehtimalı 50%. Məlum olur ki, qutuda oturan pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür.
- Müasir Kopenhagen təfsirinə görə, pişik hələ də heç bir ara dövlət olmadan diri / ölüdür. Və nüvənin çürümə vəziyyətinin seçimi qutunun açıldığı anda deyil, hətta nüvə detektora daxil olduqda baş verir. Çünki “pişik-detektor-nüvə” sisteminin dalğa funksiyasının azalması qutunun insan müşahidəçisi ilə deyil, nüvənin detektor-müşahidəçisi ilə bağlıdır.
Kvant mexanikasına görə, əgər atomun nüvəsi müşahidə edilmirsə, onda onun vəziyyəti iki vəziyyətin qarışığı ilə təsvir olunur - çürümüş nüvə və çürüməmiş nüvə, buna görə də qutuda oturan və atomun nüvəsini təcəssüm etdirən bir pişik. eyni anda həm diri, həm də ölüdür. Əgər qutu açılırsa, onda eksperimentator yalnız bir konkret vəziyyəti görə bilər - "nüvə çürüdü, pişik öldü" və ya "nüvə çürüməyib, pişik sağdır".
İnsan dilinin mahiyyəti
Schrödinger təcrübəsi göstərdi ki, kvant mexanikası nöqteyi-nəzərindən pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür, bu ola bilməz. Beləliklə, kvant mexanikasında əhəmiyyətli çatışmazlıqlar var.
Sual belədir: sistem nə vaxt iki dövlətin qarışığı kimi mövcud olmağı dayandırır və konkret birini seçir? Təcrübənin məqsədi dalğa funksiyasının hansı şəraitdə dağıldığını və pişiyin ya öldüyünü, ya da sağ qaldığını, lakin hər ikisinin qarışığı olmaqdan çıxdığını müəyyən edən bəzi qaydalar olmadan kvant mexanikasının natamam olduğunu göstərməkdir. Pişiyin mütləq ya diri, ya da ölü olması lazım olduğu aydın olduğundan (həyat və ölüm arasında aralıq vəziyyət yoxdur), bu, atom nüvəsi üçün də eyni olacaq. O, mütləq ya parçalanmalı, ya da parçalanmamalıdır (Vikipediya).
Schrödingerin düşüncə təcrübəsinin başqa bir ən son şərhi, daha az təhsilli qonşusu Penny ilə danışdığı Böyük Partlayış Nəzəriyyəsi seriyasının qəhrəmanı Şeldon Kuperin hekayəsidir. Sheldonun hekayəsinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, Şrödingerin pişiyi anlayışı insanlar arasındakı münasibətlərə tətbiq oluna bilər. Kişi və qadın arasında nə baş verdiyini, onların arasında hansı münasibət olduğunu anlamaq üçün: yaxşı və ya pis, sadəcə qutunu açmaq lazımdır. O vaxta qədər münasibətlər həm yaxşı, həm də pis olur.
Aşağıda Sheldon və Peny arasındakı Big Bang Theory dialoqunun video klipi var.
Schrödinger-in illüstrasiyasıdır ən yaxşı nümunə kvant fizikasının əsas paradoksunu təsvir etmək üçün: onun qanunlarına görə, elektronlar, fotonlar və hətta atomlar kimi hissəciklər eyni anda iki vəziyyətdə mövcuddur (“diri” və “ölü”, əgər səbirli pişiyi xatırlayırsınızsa). Bu vəziyyətlərə superpozisiyalar deyilir.
Arkanzas Universitetindən (Arkanzas Dövlət Universiteti) amerikalı fizik Art Hobson (Art Hobson) bu paradoksa öz həllini təklif etdi.
"Ölçmələr kvant fizikası müəyyən makroskopik cihazların, məsələn, Geiger sayğacının işinə əsaslanır, onların köməyi ilə mikroskopik sistemlərin - atomların, fotonların və elektronların kvant vəziyyəti müəyyən edilir. Kvant nəzəriyyəsi o deməkdir ki, əgər mikroskopik sistemi (hissəciyi) ikisini fərqləndirən bəzi makroskopik cihaza bağlasanız. müxtəlif dövlətlər sistem, onda cihaz (məsələn, Geiger sayğacı) kvant dolanışığı vəziyyətinə düşəcək və eyni zamanda iki superpozisiyada olacaq. Lakin bu hadisəni birbaşa müşahidə etmək mümkün deyil, bu da onu qəbuledilməz edir”, - fizik deyir.
Hobson deyir ki, Şrödinger paradoksunda pişik radioaktiv nüvəyə qoşulan makroskopik cihaz, Geiger sayğacı rolunu oynayır ki, bu nüvənin çürümə və ya “çürüməməsi” vəziyyətini müəyyənləşdirir. Bu halda canlı pişik “çürüməmək”, ölü pişik isə çürümə göstəricisi olacaq. Lakin kvant nəzəriyyəsinə görə, pişik də nüvə kimi, həyat və ölümün iki superpozisiyasında olmalıdır.
Əvəzində, fizikin fikrincə, pişiyin kvant vəziyyəti atomun vəziyyəti ilə qarışmalıdır, bu da onların bir-biri ilə “qeyri-yerli əlaqə”də olması deməkdir. Yəni bir-birinə qarışmış cisimlərdən birinin vəziyyəti birdən-birə əksinə dəyişərsə, onun cütlüyünün vəziyyəti də bir-birindən nə qədər uzaq olsa da, eyni şəkildə dəyişəcək. Eyni zamanda, Hobson bu kvant nəzəriyyəsinin eksperimental təsdiqinə istinad edir.
“Kvant dolaşıqlığı nəzəriyyəsinin ən maraqlı tərəfi odur ki, hər iki hissəciyin vəziyyətində dəyişiklik dərhal baş verir: heç bir işıq və ya elektromaqnit siqnalının məlumatı bir sistemdən digərinə ötürməyə vaxtı olmayacaq. Beləliklə, aralarındakı məsafə nə qədər böyük olursa olsun, o, fəzaya görə iki hissəyə bölünmüş bir obyekt olduğunu söyləyə bilərsiniz”, - Hobson izah edir.
Schrödinger'in pişiyi artıq həm diri, həm də ölü deyil. Çürümə baş verərsə ölüdür, çürümə olmazsa diridir.
Əlavə edirik ki, bu paradoksa oxşar həllər son otuz ildə daha üç qrup alim tərəfindən təklif edilsə də, onlar ciddi qəbul edilməyib və geniş elmi dairələrdə diqqətdən kənarda qalıb. Hobson qeyd edir ki, kvant mexanikasının paradokslarının həlli, ən azı nəzəri cəhətdən, onun dərindən başa düşülməsi üçün mütləq zəruridir.
Şrödinger
Və bu yaxınlarda NƏZƏRİYYƏLƏR ÇƏKİBƏNİN NECƏ ÖLDÜRÜNÜ İZAH EDİRLƏR CAT SCHROEDINGER, amma getdikcə çətinləşir...
Bir qayda olaraq, fiziklər bu fenomeni izah edirlər ki, superpozisiya hissəciklər aləmində mümkündür, lakin pişiklər və ya digər makro obyektlər ilə qeyri-mümkündür. mühit. Kvant obyekti bir sahədən keçəndə və ya təsadüfi hissəciklərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, dərhal yalnız bir vəziyyəti qəbul edir - sanki ölçülür. Elm adamlarının hesab etdiyi kimi, superpozisiya beləcə çökür.
Ancaq superpozisiya vəziyyətində olan makroobyekti digər hissəciklər və sahələrlə qarşılıqlı təsirdən müəyyən şəkildə təcrid etmək mümkün olsa belə, o, gec-tez vahid bir vəziyyətə düşəcək. Ən azından, bu, Yerin səthində baş verən proseslərə aiddir.
“Ulduzlararası fəzada bir yerdə, bəlkə də bir pişiyin kvant ahəngdarlığını qorumaq şansı olardı, lakin Yerdə və ya hər hansı bir planetin yaxınlığında bu, çox az ehtimal olunur. Bunun səbəbi isə cazibədir” deyə Harvard-Smithsonian Astrofizika Mərkəzindən yeni tədqiqatın aparıcı müəllifi İqor Pikovski izah edir.
Pikovski və Vyana Universitetindən olan həmkarları iddia edirlər ki, cazibə qüvvəsi makroobyektlərin kvant superpozisiyalarına dağıdıcı təsir göstərir və buna görə də biz makrokosmosda belə hadisələri müşahidə etmirik. Əsas anlayış yeni hipotez, yeri gəlmişkən, ümumiləşdirilir bədii film"Ulduzlararası".
Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi bildirir ki, son dərəcə böyük bir cisim onun yaxınlığında məkan-zamanı əyəcək. Vəziyyəti daha incə səviyyədə nəzərə alsaq, deyə bilərik ki, Yer səthinə yaxın yerləşdirilən bir molekul üçün zaman planetimizin orbitində olan bir molekula nisbətən bir qədər yavaş gedəcək.
Cazibə qüvvəsinin məkan-zaman üzərindəki təsiri səbəbindən bu təsirə düşən molekul öz mövqeyində sapma yaşayacaqdır. Bu da öz növbəsində onun daxili enerjisinə - zamanla dəyişən molekuldakı hissəciklərin vibrasiyasına da təsir etməlidir. Əgər molekul iki yerin kvant superpozisiya vəziyyətinə gətirilərsə, o zaman mövqe və daxili enerji arasındakı əlaqə tezliklə molekulu kosmosdakı iki mövqedən yalnız birini “seçməyə” məcbur edər.
Pikovski izah edir: "Əksər hallarda dekoherens fenomeni xarici təsirlə əlaqələndirilir, lakin bu halda hissəciklərin daxili vibrasiyası molekulun özünün hərəkəti ilə qarşılıqlı əlaqədə olur".
Bu təsir hələ müşahidə olunmayıb, çünki digər dekoherens mənbələri, məsələn maqnit sahələri, termal şüalanma və vibrasiya ümumiyyətlə daha güclüdür və kvant sistemlərinin cazibə qüvvəsindən çox əvvəl dağılmasına səbəb olur. Lakin eksperimentçilər qeyd olunan fərziyyəni sınamağa çalışırlar.
Bənzər bir quraşdırma, cazibə qüvvəsinin kvant sistemlərini məhv etmək qabiliyyətini yoxlamaq üçün də istifadə edilə bilər. Bunun üçün şaquli və üfüqi interferometrləri müqayisə etmək lazım gələcək: birincidə yolun müxtəlif “yüksəkliklərində” zamanın genişlənməsi səbəbindən superpozisiya tezliklə yox olacaq, ikincidə isə kvant superpozisiya davam edə bilər. .
Oxşar məqalələr
