Защо котката на Шрьодингер не може да бъде мъртва и жива едновременно

За щастие тази сладка котка е жива.

Източник: Getty Images/Moment RF

Познавате ли проблема, когато вашият домашен любимец ви побърква и вие го искате? В същото време го обичате твърде много, за да го мислите наистина. Дилемата не трябва да бъде: И двете са възможни с квантите.

Но нека започнем отначало. Обикновено атомът е или там, или не. Атомите, като тези в котешките лапи, могат или да съществуват, или да не съществуват. Как иначе би могло да бъде?!

Изтеглете допълнително съдържание

За да видите този артикул, моля, отворете статията на нашия уебсайт.

Но всъщност има атоми, за които е различно.

Когато радиоактивно вещество се разпадне, вие приблизително знаете кога половината от атомите на това вещество са се разпаднали - това е времето на полуразпад, което вероятно ще запомните от урока си по физика. Но никой не знае предварително кои атоми ще се разпаднат след това. Можете да оцените само сумата, а не какво точно съдържа сумата. Разлагащите се атоми са в състояние на доста лудост, дори за експерти:

Те са се разпаднали и не са се разпаднали едновременно.

Както ни обяснява квантовият физик Волфганг Шлайх от Университета в Улм, това е така, защото те излъчват светлина, когато се разпадат. Светлината прави следното:

Волфганг Шлайх, квантов физик от университета в Улм

Свойствата „разпадат се“ и „не се разпадат“ се наслагват и съществуват едновременно. Вие сте в суперпозиция. Сякаш имате няколко състояния на WhatsApp наведнъж. Напълно парадоксален и вече несъвместим с класическата физика.

Завеса за квантовата физика! Сега и вашият нищо неподозиращ домашен любимец влиза в игра.

Например вашата котка. Физикът и носител на Нобелова награда Ервин Шрьодингер ги заема, когато провежда добре познатия мисловен експеримент „Котката на Шрьодингер“ през 1935 г.

Ервин Шрьодингер, физик и научен теоретик

Под адска машина той имаше предвид: В допълнение към котката, в стоманената камера има малко количество радиоактивно вещество, брояч на Гейгер, отровна ампула и чук. Броячът на Гайгер измерва кога един от радиоактивните атоми ще се разпадне - никой не може да го предскаже. Когато броячът на Geiger открие разпадането, той задейства чука и той удря отровната ампула. Котката, нека я наречем „Бъфи“, е отровена и умира.

Сега звучи брутално, но има по-дълбоко значение.

Волфганг Шлайх, квантов физик от университета в Улм

Тъй като атомът се разпада при суперпозиция и не се разпада, отровният газ също се отделя и не се отделя. Бъфи е мъртва и жива, всички свити в едно. Трудно е да си представим такова състояние.

Източник: Getty Images/Tetra images RF

Но защо в стоманената камера?

Само за да направя услуга на Бъфи, разбира се. В края на краищата котките обичат стоманени камери, както обичат картонени кутии и новия ви тапет! Не.

Тази камера е необходима, защото суперпозицията изчезва незабавно, ако суровата структура не е защитена от външния свят. Така че веднага щом някой отвори камерата, за да види дали Бъфи е мъртва или жива, цялата конструкция рухва. Можем само да предполагаме отвън: котката мъртва ли е или жива? Ние не го знаем. Ето защо е толкова трудно за нас да измерваме квантовите физични състояния. (Е, и в главата на котката е трудно да се погледне.)

Източник: Getty Images/Moment RF

Поне можем да определим кои държави са по-склонни да бъдат изиграни. А в специалните случаи на леки частици и заредени атоми през 2012 г. дори беше направено реално измерване.

Но сега трябва да извадим зъбите си от експеримента на Шрьодингер.

Суперпозицията всъщност съществува само в микроскопични обекти като радиоактивни атоми - а не при котки. Шрьодингер конструира суперпозицията с котка, за да илюстрира проблема с измерването: Когато се измерва с брояча на Гайгер, микроскопичният двоен свят на разлагащите се атоми е свързан с макроскопичния свят и е подложен на много външни влияния.

Волфганг Шлайх, квантов физик от университета в Улм

Котките могат да бъдат много, да се катерят, да се гушкат и да са кучки. Но не се охлаждайте в суперпозицията и по този начин не бъдете мъртви и живи едновременно. Котката е или едната, или другата. Котката на Шрьодингер е популярна и често се казва, че е мъртва и жива едновременно. Благодарение на нас вече знаете по-добре.

И чувствата ви към вашия домашен любимец също не са в суперпозиция. Всъщност има само една позиция: омраза, ъ-ъ, любов разбира се!

Изтеглете допълнително съдържание

За да видите този артикул, моля, отворете статията на нашия уебсайт.