Erwin Schrodinger, omagiat de Google. Fizicianul și pisica lui, într-un Doodle care marchează la 126 de ani de la nașterea sa

Erwin Schrodinger, celebrul fizician austriac, este omagiat de Google, printr-un Doodle, la 126 de ani de la naștere. Erwin Schrodinger, laureat al Premiului Nobel, este considerat unul dintre părinții fizicii cuantice și este cunoscut pentru experimentul numit Pisica lui Schrodinger. Erwin Schrodinger s-a născut pe 12 august 1887 la Viena și a murit pe 4 ianuarie 1961 în același oraș.

Schrodinger a fost profesor de fizică teoretică la Berlin, Graz și Dublin și este fondatorul mecanicii ondulatorii, a cărei ecuație fundamentală îi poartă numele. A studiat de asemenea elementul radiu și a adus contribuții însemnate la definitivarea teoriei culorii. În 1933 a primit Premiul Nobel pentru fizică.

Erwin Schrodinger a fost profesor de fizică teoretică la Berlin, Graz și Dublin și este fondatorul mecanicii ondulatorii, a cărei ecuație fundamentală îi poartă numele. A studiat de asemenea elementul radiu și a adus contribuții însemnate la definitivarea teoriei culorii, scrie Mediafax.

Doodle-ul dedicat de Google lui Erwin Schrodinger

Prima lucrare de mecanică ondulatorie elaborată de Erwin Schrodinger în ianuarie 1926 înlocuiește electronul din modelul atomic al lui Niels Bohr cu o serie de unde, aplicând teoria lui Louis de Broglie, conform căreia electronii se comportă ca niște unde. Această teorie este încorporată în ecuația lui Schrodinger.

Erwin Schrodinger alături de fizicianul german Fritz London

Erwin Schrodinger și cel mai cunoscut experiment al său: pisica lui Schrodinger

„Pisica lui Schrodinger” este un experiment mental imaginat de Erwin Schrodinger în 1935. El a imaginat un experiment în care este prezentă o pisică care poate să fie vie sau moartă, în funcție de un eveniment aleator anterior. Mai precis, o pisică, împreună cu un flacon cu otravă închis, sunt puse într-o cutie protejată de orice decoerență cuantică indusă de mediul extern. Dacă un detector Geiger-Müller detectează o radiație, atunci flaconul va fi spart de un ciocan, eliberând otrava care va ucide pisica. Mecanica cuantică sugerează că după o perioadă pisica este concomitent vie și moartă. Totuși, când ne uităm în cutie, vedem pisica ori vie, ori moartă. Acest experiment al lui Erwin Schrodinger l-a impresionat chiar și pe Albert Einstein. „Ești singurul fizician contemporan, în afara lui Laue, care observă că nu putem face supoziții asupra realității — dacă suntem corecți. Cei mai mulți dintre ei pur și simplu nu văd ce joc riscant joacă cu realitatea — realitatea este ceva independent de ceea ce se stabilește experimental”, îi scria Einstein lui Schrodinger. 

„Putem imagina chiar cazuri destul de ridicole. O pisică este închisă într-o cameră din oțel, împreună cu următorul dispozitiv (care trebuie să fie ferit de interacțiunea directă cu pisica): într-un detector Geiger-Müller se află o cantitate mică de material radioactiv, atât de mică încât, în decurs de o oră, doar un singur atom probabil se va dezintegra, sau cu egală probabilitate, poate niciunul; dacă totuși se întâmplă, detectorul Geiger va genera un semnal si prin intermediul unui releu eliberează un ciocan care sparge o mică fiola de cianură. Dacă lăsam nesupravegheat întregul sistem timp de o oră, putem spune că pisica trăiește încă dacă în acest timp nici un atom nu s-a dezintegrat. Funcția de undă a întregului sistem va exprima acest fapt având în ea pisica vie-și-moartă (scuzați expresia) sau împrăștiată în părți egale. Este tipic pentru aceste cazuri ca o nedeterminare localizată inițial la nivel atomic să fie transformată într-o nedeterminare la nivel macroscopic, care poate fi apoi rezolvată prin observare directă. Asta ne împiedică să acceptăm în mod naiv ca valid un model neclar pentru a reprezenta realitatea. Prin el însuși el nu conține nimic neclar sau contradictoriu. Există o mare diferență între o fotografie mișcată sau nefocalizată și o fotografiere clară a norilor și a pâlcurilor de ceață”, a explicat Erwin Schrodinger experimentul. 

Erwin Schrodinger, discuții cu Einstein despre paradoxul EPR. De unde a pornit experimentul cu pisica lui Erwin Schrodinger

Experimentul mental al lui Schrodinger a fost o urmare a discuțiilor despre paradoxul EPR, numit astfel după autorii săi Albert Einstein, Podolsky și Rosen în 1935. Articolul EPR a subliniat natura stranie a superpoziției cuantice. În linii mari, superpoziția cuantică reprezintă combinarea tuturor stărilor cuantice ale sistemului (de exemplu, pozițiile posibile ale particulelor subatomice). Interpretarea Copenhaga arată că superpoziția decade într-o stare definită exact în momentul în care are loc măsurătoarea cuantică.

Erwin Schrodinger și Einstein au schimbat mai multe scrisori despre articolul EPR al lui Einstein, în cuprinsul cărora Einstein a subliniat că superpoziția cuantică a unui butoias instabil cu praf de pușcă va conține, după un timp, atât componente explodate cât și neexplodate.

Erwin Schrodinger și pisica „imposibilă”

În teoria lui, Schrodinger spune că este posibil să determinăm un moment de timp la care există probabilități egale ca pisica să fie vie sau moartă. Mecanica cuantică spune că dacă ne-am uita la acel moment în camera pisicii, funcția de undă asociată sistemului cuantic imaginat de Erwin Schrodinger  „se va prăbuși”, iar noi vom vedea pisica fie vie, fie moartă.

Dacă alegem să nu privim în cameră, nu doar mostra radioactivă va fi într-o superpoziție a două stări posibile, ci întregul experiment. Pisica, dacă nu analizăm sistemul cu ochii noștri, poate fi considerată atât vie, cât și moartă, în același timp.

Pentru a demonstra necompletitudinea mecanicii cuantice, Erwin Schrodinger i-a aplicat principiile asupra unei ființe vii care poate avea sau nu conștiență. În experimentul mental original al lui Schrodinger, el descrie cum se poate, în principiu, transfera o superpoziție din interiorul unui atom către superpoziția la o scară mai mare a unei pisici vii sau moarte cuplând pisica si atomul cu ajutorul unui ”mecanism diabolic.”” A propus un scenariu în care viața sau moartea unei pisici aflate într-o cutie închisă depinde de starea unei particule subatomice. Conform lui Erwin Schrodinger, interpretarea Copenhaga implică faptul că pisica rămâne în același timp vie și moartă până la deschiderea cutiei.

Erwin Schrodinger nu a dorit să promoveze ideea unei pisici moartă-și-vie concomitent ca pe o posibilitate serioasă; din contră: experimentul mental servește la ilustrarea ciudățeniei mecanicii cuantice și a matematicii necesare pentru descrierea stărilor cuantice. Intenționând să aducă o critică interpretării Copenhaga — larg acceptată în 1935 — experimentul mental al lui Schrodinger rămâne o piatră de încercare pentru interpretările mecanii cuantice; modul în care fiecare interpretare tratează problema pisicii lui Schrödinger este adesea folosit ca un mod de a ilustra și a compara fiecare caracteristică, tărie sau slăbiciune ale diverselor interpretări ale mecanicii cuantice.