Çoxları qutuya girərək dərhal bir neçə ştatda olan və eyni zamanda nə ölü, nə də diri olan pişik haqqında tapmacanı eşitdi. Çoxumuz bədbəxt pişiklə hədiyyə haqqında eşitmişik, amma onu icad edən alim haqqında deyil. Tapmacanın yaradıcısı Vyana alimi Ervin Şrödingerdir.

Şrödinger o vaxt Avstriya-Macarıstan ərazisində varlı bir ailədə anadan olub. Ervinin atası elmə həvəsləndirirdi və ana tərəfdən babası kimyaçı idi. Alim məktəbdə yaxşı oxumuş, tələbəlik illərində fizikanın ciddi məsələləri haqqında düşünməyə başlamışdı. O günlərdə elm adamları o zamankı açıq davranışı öyrəndilər elementar hissəciklər və onların davranışlarının klassik fizika qanunları ilə niyə təsvir edilə bilmədiyini izah etməyə çalışmışdır. Bir çox nəzəriyyəçi müzakirələrdə, mübahisələrdə iştirak etdi, müxtəlif fərziyyələr irəli sürdü və s. Şrödinger elektromaqnit dalğalarının təbiəti haqqında öz baxışını təklif edərək, onları mürəkkəb bir tənliklə təsvir etdi. Tutaq ki, riyazi izahat üçün mürəkkəb funksiyanı, Şrödinger nəzəriyyəsini yazmaq lazımdır. sadə dillə desək da izah etmək olar.

Şrödinger nəzəriyyəsinin mahiyyəti

Bu gün məlumdur ki, yalnız makroskopik cisimlərin davranışı klassik fizikanın qanunları ilə təsvir edilə bilər və adi gözlə görünməyənlər onlara ümumiyyətlə borc vermirlər. Bir alimin nəzəriyyəsi yalnız ölçüləri molekulların, atomların və hətta elektron, proton və digər elementar hissəciklərin ölçüləri ilə müqayisə edilə bilən cisimlərə tətbiq edilə bilər.

O, kiçik hissəciklərin eyni anda iki xüsusiyyətə malik olduğunu irəli sürdü: maddə (kütlə, uzunluq, sürət) və dalğalar (amplituda, tezlik və s.). Əvvəlcə bunun niyə baş verdiyini təsəvvür etmək çətin idi. Buna görə də Nyutonun klassik mexanikasının bütün təlimlərindən imtina edilməli idi. Şrodinqer hesab edirdi ki, riyaziyyatın köməyi ilə ayrılmaz əlaqəni yazı ilə izah etmək olar. Riyaziyyat nöqteyi-nəzərindən alim düz çıxdı, lakin fizik kimi münasibəti izah etməsi yanlış çıxdı. Heyzenberq, Bor, Eynşteyn və Sommerfeld kimi fiziklər onun fikrini təkzib etdilər. Pişik haqqında məşhur tapmaca buradan qaynaqlanır.

Mikrodünyanın qavranılması

Atomu təşkil edən hissəciklər və atomların özləri o qədər kiçikdir ki, biz onların kütləsini, həcmini, sürətini və digər fiziki parametrlərini empirik olaraq qiymətləndirə bilmirik. Alimlər yalnız işıq zolaqlarını, dəyişiklikləri xüsusi həssas plyonkada qeyd edə və hesablamalardan istifadə edərək mikro obyektlərin xüsusiyyətlərini müəyyən edə bilərlər.

İstifadə etməklə riyazi funksiya zərrəciyin vəziyyətini təsvir etmək mümkündür, lakin o, yalnız riyazi bir vasitədir, ondan məhrumdur fiziki hiss. Kvadrat dalğa funksiyasının köməyi ilə yalnız mikroelementin koordinatların diferensial dəyərlərindən alınan boşluq həcmində hansı ehtimalla olacağını müəyyən etmək mümkündür. Eynşteyn, Heyzenberq və başqaları kimi alimlərin gördükləri kimi, Şrödinger nəzəriyyəsinin mahiyyətini yalnız bu yolla sadə sözlərlə açmaq olar.

Şrödingerin pişiyi sadə sözlərlə

Alimin özü tənliyi haqqında fərqli bir fikir tanımamaqla daim mübahisə edirdi. O hesab edirdi ki, bu, çıxarıldığı kimi, olduqca aydındır və ehtimal anlayışının özü də çox qeyri-müəyyəndir. Onun fikrincə, əgər hər şey onunla razılaşmayan alimlərin düşündüyü kimi olsaydı, mikro obyektlər makrokosmosa təsir edərdi. Düzgünlüyünün əyani izahı olaraq, divarları içində baş verənləri görməyə və eşitməyə imkan verməyən bir pişik və qutu ilə misal çəkdi.

Bu qutuda zəhərli özünü məhv edən kapsul və radioaktiv elementin yalnız bir atomu var. Bir atomun 1 saat ərzində çürümə ehtimalı 50% -dir. Çürümə halında, şüşəni məhv etmək üçün nəzərdə tutulmuş mexanizmi işə salan bir sensor işə salınır. Ancaq bir atomun çürüməsinin yalnız eksperimental olaraq baş verib-vermədiyini bilmək mümkün olduğundan, bu prosesin baş verib-vermədiyini bilmək mümkün deyil. Pişiyin öldüyünü və ya sağ qaldığını dəqiq söyləmək də mümkün deyil. Buna uyğun olaraq qutunu açmamışdan əvvəl onun eyni anda diri və ölü olduğunu söyləmək, onu açdıqdan sonra isə iki ehtimaldan birinin baş verib-vermədiyini dəqiq söyləmək olar. Bir pişik üçün ölü və ya diri vəziyyətindən başqa bir vəziyyət olmadığı üçün kvant nəzəriyyəsinin uğursuzluğu açıq şəkildə göstərildi. Buna görə də gələcəkdə kvant elmi onun tətbiqi üçün bəzi qaydalar müəyyən etmişdir. Nəhayət, Şrödingerin pişiyi haqqında video.

1935-ci ildə böyük fizik, Nobel mükafatçısı və kvant mexanikasının banisi Ervin Şrödinger özünün məşhur paradoksunu formalaşdırmışdır.

Alim təklif edib ki, müəyyən bir pişiyi götürüb “cəhənnəm maşını” olan qeyri-şəffaf polad qutuya yerləşdirsən, bir saatdan sonra o, eyni anda diri və ölü olacaq. Qutudakı mexanizm belədir: Geiger sayğacının içərisində bir saat ərzində yalnız bir atoma parçalana bilən mikroskopik miqdarda radioaktiv material var; bu halda eyni ehtimalla çürüməyə bilər. Əgər çürümə baş verərsə, onda qolu mexanizmi işləyəcək və çəkic hidrosiyanik turşu ilə gəmini qıracaq və pişik öləcək; çürümə yoxdursa, o zaman gəmi toxunulmaz qalacaq və pişik sağ və sağlam olacaq.

Söhbət pişik və qutudan yox, atomaltı hissəciklər dünyasından getsəydi, o zaman alimlər pişiyin eyni anda həm diri, həm də ölü olduğunu söyləyərdilər, lakin makrokosmosda bu qənaət düzgün deyil. Bəs niyə biz daha çox şeyə gəldikdə belə anlayışlarla işləyirik? kiçik hissəciklər məsələ?

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 çoxdan əziyyət çəkən pişiyi xatırlayırsınızsa) . Bu vəziyyətlərə superpozisiyalar deyilir.

Arkanzas Universitetindən (Arkanzas Dövlət Universiteti) amerikalı fizik Art Hobson (Art Hobson) bu paradoksa öz həllini təklif etdi.

"Kvant fizikasında ölçmələr mikroskopik sistemlərin - atomların, fotonların və elektronların kvant vəziyyətini təyin edən Geiger sayğacı kimi müəyyən makroskopik cihazların işinə əsaslanır. Kvant nəzəriyyəsi o deməkdir ki, əgər mikroskopik sistemi (hissəciyi) ikisini fərqləndirən bəzi makroskopik cihaz müxtəlif dövlətlər sistem, onda cihaz (məsələn, Geiger sayğacı) kvant dolaşıqlığı 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 və bu nüvənin çürümə və ya “çürüməməsi” vəziyyətini müəyyən edir. Bu halda diri pişik “çürüməmə”nin, ölü pişik isə çürümənin göstəricisi olardı. Lakin kvant nəzəriyyəsinə görə, pişik də nüvə kimi, həyat və ölümün iki superpozisiyasında olmalıdır.

Əvəzində, fizikin fikrincə, pişiyin kvant vəziyyəti atomun vəziyyəti ilə qarışmalıdır ki, 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. Bununla da Hobson bu kvant nəzəriyyəsinə istinad edir.

"Kvant dolaşıqlığı nəzəriyyəsində ən maraqlısı odur ki, hər iki hissəciyin vəziyyətində dəyişiklik ani olaraq baş verir: heç bir işıq və ya elektromaqnit siqnalının məlumatı bir sistemdən digərinə ötürməyə vaxtı olmayacaq. Beləliklə, deyə bilərik ki, bu birdir. cisim, aralarındakı məsafə nə qədər böyük olursa olsun, iki hissəyə bölünür”, 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 il ərzində 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.

Şrödingerin pişiyi bəşəriyyətin pərəstiş etdiyi bütün pişiklər, pişiklər, pişiklər, pişiklər arasında ən sirlisidir. Viral pişik videoları gündəlik milyonlarla baxışla Ümumdünya İnternetdə yayılır və reklam lövhələrindəki sevimli pişik şəkilləri bizi istənilən məhsulu almağa vadar edə bilər. Elmin populyarlaşdırılması sahəsində bığlı və zolaqlı qəhrəmanlar da var. Daha doğrusu, biri Şrödingerin pişiyidir. Kvant mexanikası ilə məşğul olmasanız belə, şübhəsiz ki, onun haqqında eşitmisiniz. Bəs niyə demək olar ki, yüz ildir məşhur pişik fiziklərə və liriklərə rahatlıq vermir, həm də müasir kütləvi mədəniyyətin ən maraqlı obyektlərindən birinə çevrilir?

Şrödingerin pişiyi metafora kimi

Nə qədər paradoksal səslənsə də, Avstriyalı nəzəri fizik və sahibi Nobel mükafatı Ervin Şrödinger ən sirli pişiyin sahibi deyil, “atası”dır. Hər şeydən sonra Shroedinger pişiyi- Bu düşüncə təcrübəsi, nəzəri paradoks və kvant superpozisiya üçün həqiqətən heyrətamiz bir metafora.

Pişik var idi?

"Şrödingerin pişiyi var idimi?" hələ də açıq qalır. Baxmayaraq ki, bir sıra mənbələrə görə, ilk nəşrlərdən birində FizikaBu gün alimin öz ev pişiyi Milton ilə fotoşəkili var. Digər tərəfdən, Ervin Şrödingerin hipotetik təcrübəsini təsvir etdiyi 1935-ci il məqaləsinin orijinal mətnində bu, ümumiyyətlə pişik deyil, pişikdir (die Katze). Niyə fizik öz konsepsiyasının əsas personajı kimi pişik nümayəndəsi seçdi? Bir pişik necə pişiyə çevrildi? Bu suallar ritorik olaraq qalmağa hesablanıb.

Schrödinger'in pişiyi 50% şansla öldü

dizayn / shutterstock.com

Ancaq tədqiqatçı üçün ilham mənbəyi onun şəxsi ev heyvanı idisə, görünür, buna səbəb pişik tərəfindən sındırılmış vaza və ya zədələnmiş divar kağızı idi. Çünki eksperiment zamanı Şrödingerin pişiyinin gördüyü əsas şey onun polad qutuya bağlanması və ... ölməsidir. Düzdür, 50% ehtimalla. Daha dəqiq desək, kasıb heyvandan başqa qutunun içərisində radioaktiv nüvə və zəhərli qaz olan konteyner olan xüsusi mexanizm də yerləşdirilib. Əgər nüvə parçalanırsa, mexanizm işləyir və pişik buraxılan qazdan ölür. Əgər işləmirsə, yaşayır. Amma onun taleyini ancaq qutunu açan müşahidəçi öyrənə bilər. O vaxta qədər pişik həm diri, həm də ölüdür.

Pişik olmadan kvant mexanikası eyni deyil

İlk baxışdan paradoksal olan bütün bu vəziyyət, kvant mexanikasının müddəalarından birini açıq şəkildə göstərir. Onun fikrincə, atom nüvəsi eyni vaxtda bütün mümkün vəziyyətlərdədir: çürümə və çürümə. Əgər atom müşahidə edilmirsə, onun vəziyyəti bu iki xüsusiyyətin qarışığı ilə təsvir olunur. Ona görə də pişik, oxu - atomun nüvəsi həm diri, həm də ölüdür. Və bu sadəcə mümkün deyil. Bu o deməkdir ki, kvant mexanikasında pişiyin taleyinin birmənalı şəkildə aydın olduğu şərtləri müəyyən edən bəzi qaydalar yoxdur.

Schrödingr pişiyi: növlər

Təəccüblü deyil ki, polad qutuda mifik pişiklə baş verənlərin mənası bir neçə şərhə malikdir.

• Kopenhagen çeşidi

Kvant mexanikasının Kopenhagen təfsiri var, müəllifləri Niels Bor və Verner Heyzenberqdir. Onun sözlərinə görə, pişik müşahidəçidən asılı olmayaraq hər iki ştatda qalır. Axı, həlledici an qutu açılanda deyil, mexanizm işləyərkən baş verir. Yəni, şərti olaraq, heyvan çoxdan qazdan ölüb, qutu hələ də kilidlidir. Başqa sözlə, Kopenhagen təfsirində "ölü-diri" vəziyyət yoxdur, çünki nüvənin çürüməsinə reaksiya verən detektor tərəfindən müəyyən edilir.

• Everett çeşidi

Bir çox dünya şərhi və ya Everett şərhi də var. O, Şrödingerin pişiyi ilə təcrübəni iki ayrı hesab edir mövcud dünya, bölünmə qutunun açıldığı anda baş verir. Bir kainatda pişik canlı və sağlamdır, digərində isə təcrübədən sağ çıxa bilməyib.

• "kvant intihar"

Bu və ya digər şəkildə, öz növbəsində, yazıq pişik Şrödinger bir çox fizik tərəfindən "əzab çəkdi". Bəziləri, məsələn, bir pişiklə bağlı vəziyyəti heyvanın özü nöqteyi-nəzərindən nəzərdən keçirməyi təklif etdi - axı o, ölü və ya diri olduğunu dünyanın bütün fiziklərindən daha yaxşı bilir. Düzdür, mübahisə edə bilməzsən. Bu yanaşma “kvant intiharı” adlanır və hipotetik olaraq bu şərhlərdən hansının düzgün olduğunu yoxlamağa imkan verir.

Hər kəs öz növünü yetişdirə bilər

Müasir fizika elminə nəzər salsanız, o zaman əminliklə deyə bilərik ki, tədqiqat səhifələrində Şrödingerin səbirli pişiyi bütün canlılardan daha canlıdır. Alimlər vaxtaşırı bu məşhur paradoksa öz həll yollarını təklif edir, həmçinin çox maraqlı inkişaflar çərçivəsində konsepsiya hazırlayırlar.

• "ikinci qutu"

Məsələn, ötən il Yale Universitetinin tədqiqatçıları Şrödingerin pişiyinə ölümcül gizlənpaç üçün ikinci qutu “vermişdilər”. Bu yanaşma əsasında alimlər kvant kompüterinin işləməsi üçün lazım olan sistemi simulyasiya etməyə çalışıblar. Axı, bildiyiniz kimi, bu tip maşın yaratmaqda əsas çətinliklərdən biri səhvləri düzəltmək ehtiyacıdır. Və məlum oldu ki, Schrödinger pişiklərindən istifadə artıq kvant məlumatlarına nəzarət etmək üçün perspektivli bir yoldur.

• "mikro pişik"

Və cəmi bir neçə həftə əvvəl kvant optikası sahəsində rusiyalı mütəxəssislərin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq alimlər qrupu kvant və klassik dünyalar arasında sərhəd axtarışında irəliləmək üçün mikroskopik Şrödinger pişiklərini “çoxalda” bildi. Beləliklə, Schrödinger-in pişiyi fiziklərə rabitə və kriptoqrafiyanın kvant texnologiyalarını inkişaf etdirməyə kömək edir.

Şrödingerin pişiyi pop mədəniyyətinin ulduzudur

Africa Studio / shutterstock.com

Əgər pişik öz bədbəxt qutusundan qaça bilmirsə, o zaman elmi konsepsiyaların və tədqiqat səhifələrinin hüdudlarından çıxa bildi. Və necə!

Çətin taleyi olan sirli bir pişiyin xarakteri məşhur mədəniyyət əsərlərində həsəd aparan davamlılıqla görünür. Belə ki, Şrödingerin pişiyi Terri Pratçett, Fredrik Pohl, Duqlas Adams və digər dünya şöhrətli yazıçıların kitablarında yer alır. Təbii ki, Theory kimi məşhur telelayihələrdə pişikdən bəhs edilmədi böyük partlayış və Doctor Who. Onu da qeyd edək ki, Şrödingerin pişiyinin təsvirinə daima video oyunlarda və mahnı sözlərində rast gəlinir. Və ThinkGeek internet portalı artıq bir tərəfində “Şrödingerin pişiyi sağdır”, digər tərəfində isə “Şrödingerin pişiyi öldü” yazılmış köynəklərin satışı ilə sərvət qazanıb.

Pişiklər daha yaxşı edir

Razılaşın, heyrətamiz bir şey müşahidə edə bilərsiniz: ən məşhur elmi pişik sadəcə bir fərziyyəni yoxlamaq üçün vizuallaşdırılmış bir modeldir. Bununla birlikdə, quyruqlu bir ev heyvanının orada iştirakı təcrübəyə əhəmiyyətli miqdarda şeir və cazibə verdi. Və ya bəlkə pişiklər hər şeyi daha yaxşı edir? Tamamilə mümkündür.

Və unutmayın: Schrödinger təcrübəsi nəticəsində bir pişik də zərər görmədi.

Səhv tapsanız, lütfən, mətnin bir hissəsini vurğulayın və klikləyin Ctrl+Enter.

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 turşunun konusunu pozan çəkici aşağı salan 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. 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:

1. 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.
2. Pişiyi qutuya bağlayırıq, bir saat gözləyirik və özümüzdən soruşuruq: pişik sağdır, yoxsa ölü?
3. Kvant mexanikası, sanki, atom nüvəsinin (və deməli, pişiyin) eyni anda bütün mümkün vəziyyətlərdə olduğunu söyləyir (bax: kvant superpozisiya). Biz 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.
4. 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 pisdir.

Aşağıda Sheldon və Peny arasındakı Big Bang Theory dialoqunun video klipi var.

Şrödingerin təsviri kvant fizikasının əsas paradoksunu təsvir etmək üçün ən yaxşı nümunədir: onun qanunlarına görə, elektronlar, fotonlar və hətta atomlar kimi hissəciklər eyni anda iki vəziyyətdə (“diri” və “ölü”), əgər xatırlayırsınızsa, mövcuddur. səbirli pişik). Bu vəziyyətlərə superpozisiyalar deyilir.

Arkanzas Universitetindən (Arkanzas Dövlət Universiteti) amerikalı fizik Art Hobson (Art Hobson) bu paradoksa öz həllini təklif etdi.

“Kvant fizikasında ölçmələr mikroskopik sistemlərin – atomların, fotonların və elektronların kvant vəziyyətini təyin edən Geiger sayğacı kimi müəyyən makroskopik cihazların işinə əsaslanır. Kvant nəzəriyyəsi o deməkdir ki, əgər siz mikroskopik sistemi (hissəciyi) sistemin iki müxtəlif vəziyyətini fərqləndirən bəzi makroskopik cihaza bağlasanız, o zaman cihaz (məsələn, Geiger sayğacı) kvant dolaşıqlığı vəziyyətinə düşəcək və eyni zamanda iki superpozisiyada. Lakin bu hadisəni birbaşa müşahidə etmək mümkün deyil, bu da onu qəbuledilməz edir”, - fizik deyir.

Hobson deyir ki, Şrödinger paradoksunda pişik radioaktiv nüvəyə qoşulmuş makroskopik alət, Geiger sayğacı rolunu oynayır və bu nüvənin çürümə və ya “çürüməməsi” vəziyyətini müəyyən edir. 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 ki, 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 il ərzində 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 kiçik 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.

“Əksər hallarda dekoherentlik fenomeni xarici təsirlərlə əlaqələndirilir, lakin bu məsələ hissəciklərin daxili vibrasiyası molekulun özünün hərəkəti ilə qarşılıqlı əlaqədə olur”, Pikovski izah edir.

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. .

Kvant mexanikasının ən məşhur paradoksu avstriyalı fizik Ervin Şrödingerin adı ilə bağlıdır.

Bu qapalı qutuya qoyulmuş xəyali bir pişik üzərində aparılan düşüncə təcrübəsidir. Qutuda radioaktiv nüvə parçalandıqdan sonra pişiyi açıb öldürən zəhərli qaz konteyneri var. Nüvənin 1 saat ərzində parçalanma ehtimalı 1/2-dir.

Kvant mexanikası bildirir ki, əgər nüvə müşahidə edilmirsə, onda onun vəziyyəti iki mümkün nəticənin qarışığıdır. Yəni, eksperimentator qutunu açıb əslində nə baş verdiyini görənə qədər qutuda oturan pişik eyni anda həm diri, həm də ölüdür.

Təcrübənin Wigner tərəfindən təklif olunan mürəkkəb bir versiyası var. Təcrübəçi qutunu açıb diri pişiyi görsə, laboratoriyada pişik canlı olaraq tanınır. Amma fərz edək ki, eksperimentatorun laboratoriyadan kənarda dostu var. O, pişiyi canlı kimi tanıyır, o zaman ki, eksperimentator bu barədə ona məlumat verir. Lakin bütün digər dostlar nəticə onlara deyilənə qədər pişiyin sağ olduğunu hələ də tanımayıblar. Yəni, qədər kainatdakı bütün insanlar təcrübənin gedişatını bilənə qədər, pişik eyni anda diri və ölü olaraq qalır.

Schrödinger təcrübəsini müxtəlif yollarla izah edən kvant mexanikasının iki əsas şərhi ortaya çıxdı.

Kopenhagen təfsirində sistem müşahidənin baş verdiyi anda iki mümkün vəziyyətdən birini seçir.

Pişiklə aparılan təcrübə göstərir ki, müşahidənin özünün təbiəti yetərincə müəyyən edilməmişdir: bu, qutunun açıldığı anda baş verir, yoxsa hissəciklərin çürüməsi zamanı? Hər halda, qutunu açmazdan əvvəl pişik heç də diri və ölülərin qarışması vəziyyətində deyil, çünki mikrokosmosun qanunları makroskopik obyektlərə şamil edilmir.

Bir çox aləmlərin şərhinin tərəfdarlarıölçmə prosesini xüsusi bir şey hesab etməyin: pişiyin hər iki vəziyyətinin mövcud olduğu güman edilir. Ancaq müşahidəçi qutunu açdığı anda bir-biri ilə heç bir şəkildə qarşılıqlı təsir göstərməyən müşahidəçinin iki vəziyyəti yaranır. Yəni Kainat iki başqa kainata bölünür, onlardan birində müşahidəçi ölü pişiyi görür, digərində isə canlıdır.

Bu təfsir fantastik görünür, baxmayaraq ki, bir çox alimlər onun Kopenhagenlə bərabər mövcud olmaq hüququnu tanıyırlar.

Bir çox dünyalar nəzəriyyəsi The Prestige (2006), Source Code (2011) filmlərinin yaradıcıları üçün ilham mənbəyi olmuşdur və eyni zamanda, kvant kriptoqrafiyasının bəzi ideyaları buna əsaslanır.

Oxşar məqalələr