8th Μάρτιος 2021

ScienceLab.Gr

Science Communication

Τι είναι η γάτα του Schrödinger;

Η γάτα του Σρέντινγκερ είναι ένα νοητικό πείραμα, που χαρακτηρίζεται και ως παράδοξο. Επινοήθηκε από τον Αυστριακό φυσικό Έρβιν Σρέντινγκερ (Erwin Schrödinger) το 1935.

Αναπαριστά αυτό που είδε ως το πρόβλημα στην ερμηνεία της Κοπεγχάγης για την κβαντομηχανική στην εφαρμογή της σε καθημερινά αντικείμενα. Το σενάριο παρουσιάζει μια γάτα, η οποία μπορεί να είναι ταυτόχρονα ζωντανή και νεκρή, με την κατάστασή της να συνδέεται με προηγούμενο τυχαίο γεγονός. Το νοητικό πείραμα συναντάται συνήθως σε θεωρητικές συζητήσεις για τις ερμηνείες της κβαντομηχανικής. Κατά την ανάπτυξη αυτού του πειράματος ο Σρέντινγκερ επινόησε τον όρο κβαντική διεμπλοκή.

Το “σκηνικό” του πειράματος

Μια γάτα κλεισμένη σε ένα κουτί, μέσα στο οποίο υπάρχει μια φιάλη που περιέχει θανατηφόρο αέριο συνδεδεμένη με έναν απαριθμητή Geiger, δίπλα στον οποίο υπάρχει μια ραδιενεργή πηγή.

Η διάσπαση ενός ραδιενεργού πυρήνα είναι κβαντικό φαινόμενο, που είναι αδύνατον να προβλεφθεί.

Έστω ότι υπάρχει 50% πιθανότητα στο επόμενο λεπτό να διασπαστεί ένας ραδιενεργός πυρήνας. Η διάσπαση θα ενεργοποιούσε τον απαριθμητή Geiger, ο οποίος με τη σειρά του θα έθετε σε κίνηση το σφυρί, το μπουκάλι θα έσπαγε και το δηλητηριώδες αέριο θα σκότωνε τη γάτα!

Εφόσον δεν έχουμε ανοίξει το κουτί, σύμφωνα με την κβαντομηχανική η κατάσταση της γάτας είναι μια υπέρθεση των δυο δυνατών καταστάσεων: είναι ταυτόχρονα και ζωντανή και νεκρή. Ανοίγοντας το κουτί και παρατηρώντας στο εσωτερικό του, καταρρέει η κυματοσυνάρτηση που περιγράφει τη γάτα, και βλέπουμε τη γάτα στη μια από τις δυο δυνατές καταστάσεις της: ή ζωντανή ή νεκρή.

Το παράλογο για τον Schrödinger και… για όλους μας

Το παράλογο για τον Schrödinger (και όχι μόνο γι αυτόν, αλλά για όλους μας) ήταν πως δεν γίνεται να θεωρούμε τη γάτα συγχρόνως και ζωντανή και νεκρή μόνο και μόνο επειδή δεν έχουμε ανοίξει το κουτί.

Ο Einstein που δεν παραδεχόταν την κβαντική φυσική έλεγε: Κοιτάξτε το φεγγάρι. Πιστεύετε πως αποκτά υπόσταση όταν το παρατηρεί ένα ποντίκι; Τελικά υπάρχει παράλογο;