Erwinas Schrödingeris ir Schrödingerio katės eksperimentas

Ervinas Rudolfas Josefas Alexanderis Schrödingeris (g. 1887 m. Rugpjūčio 12 d. Vienoje, Austrijoje) buvo fizikas, dirbęs novatorišką darbą Kvantinė mechanika, sritis, tirianti, kaip energija ir medžiaga elgiasi labai mažomis skalėmis. 1926 m. Schrödingeris sukūrė lygtį, numatančią, kur elektronas bus atome. 1933 m Nobelio premija už šį darbą kartu su fiziku Paulius Diracas.

Greiti faktai: Erwinas Schrödingeris

Schrödingeris gali būti labiau žinomas dėl „Schrödingerio katė“- tai sumanytas eksperimentas, kurį jis sukūrė 1935 m., Norėdamas parodyti bendro kvantinės mechanikos aiškinimo problemas.

Schrödingeris buvo vienintelis Rudolfo Schrödingerio - linoleumo ir skalbinių fabriko darbuotojo, kuris turėjo verslą paveldėjo iš savo tėvo - ir Georgija, chemijos profesoriaus dukra Rudolfo. Schrödingerio auklėjimas pabrėžė kultūros vertinimą ir pažangą tiek mokslo, tiek meno srityse.

Schrödingerį auklėjo auklėtojas ir jo tėvas namuose. Būdamas 11 metų jis įstojo į Vienos „Akademische“ gimnaziją, kurioje pagrindinis dėmesys buvo skiriamas klasikiniam fizikos ir matematikos mokymui. Ten jam patiko mokytis klasikinių kalbų, užsienio poezijos, fizikos ir matematikos, tačiau jis nekentė įsiminti tai, ką jis vadino „atsitiktinėmis“ datomis ir faktais.

Schrödingeris tęsė studijas Vienos universitete, į kurį įstojo 1906 m. 1910 m. Jis įgijo fizikos mokslų daktaro laipsnį, vadovaujamas Friedricho Hasenöhrlo, kurį Schrödingeris laikė viena didžiausių intelektualinių įtakų. Hasenöhrl buvo fiziko Ludwigo Boltzmanno, garsaus mokslininko, žinomo už savo darbą statistinė mechanika.

Po to, kai Schrödingeris įgijo daktaro laipsnį, jis dirbo Franzo Exnerio, kito Boltzmanno studento, asistentu, kol buvo paskirtas į pabaigą. Pirmasis Pasaulinis Karas.

1920 m. Schrödingeris vedė Annemarie Bertel ir su ja persikėlė į Jeną, Vokietiją, dirbti fiziko Makso Wieno padėjėju. Iš ten per trumpą laiką jis tapo fakultetu daugelyje universitetų, pirmiausia tapdamas jaunesniuoju Štutgarto profesorius, vėliau - Vroclavo profesorius, prieš įstodamas į Ciuricho universitetą profesoriumi 1921. Vėlesni šešeri Schrödingerio metai Ciuriche buvo vieni svarbiausių jo profesinėje karjeroje.

Ciuricho universitete Schrödingeris sukūrė teoriją, žymiai patobulinusią kvantinės fizikos supratimą. Jis išleido daugybę dokumentų - apie vieną per mėnesį - apie bangų mechaniką. Visų pirma, pirmasis darbas „Kiekybinis vertinimas kaip savaiminės vertės problema“pristatė tai, kas taps žinoma kaip Schrödingerio lygtis, dabar yra centrinė kvantinės mechanikos dalis. 1933 m. Schrödinger už šį atradimą buvo paskirta Nobelio premija.

Schrödingerio lygtis matematiškai apibūdino kvantinės mechanikos valdomų sistemų „bangiškumą“. Turėdamas šią lygtį, Schrödingeris pateikė būdą ne tik ištirti šių sistemų elgesį, bet ir numatyti, kaip jos elgsis. Nors iš pradžių vyko daug diskusijų apie tai, ką reiškia Schrödingerio lygtis, mokslininkai galiausiai tai aiškino kaip tikimybę rasti elektroną kažkur erdvėje.

Schrödingeris suformulavo šį minčių eksperimentą, atsakydamas į Kopenhagos aiškinimas kvantinės mechanikos, kurioje teigiama, kad kvantinės mechanikos aprašoma dalelė egzistuoja visose įmanomose būsenose tuo pačiu metu, kol ji yra stebima ir yra priversta pasirinkti vieną būseną. Štai pavyzdys: apsvarstykite šviesą, kuri gali įsižiebti raudona arba žalia. Kai nežiūrime į šviesą, manome, kad ji yra ir raudona ir žalias. Tačiau kai pažvelgiame į ją, šviesa turi priversti save būti raudona arba žalia, ir būtent tokią spalvą mes matome.

Schrödingeris nesutiko su tokiu aiškinimu. Norėdami parodyti savo rūpesčius, jis sukūrė kitokį minčių eksperimentą, pavadintą Schrödingerio katė. Eksperimento „Schrödinger's Cat“ metu katė dedama į sandarią dėžę, kurioje yra radioaktyviųjų medžiagų ir nuodingų dujų. Jei radioaktyvioji medžiaga sugestų, ji išleistų dujas ir užmuštų katę. Jei ne, katė būtų gyva.

Kadangi nežinome, ar katė gyva, ar negyva, manoma tiek gyvas ir negyvas, kol kas nors atidarys dėžę ir pats pamatys, kokia yra katės būklė. Taigi, tiesiog žvilgtelėjęs į dėžę, kažkas stebuklingai padarė katę gyvą ar negyvą, nors tai neįmanoma.

Schrödingeris nepaliko daug informacijos apie mokslininkus ir teorijas, kurios turėjo įtakos jo paties darbui. Tačiau istorikai apibendrino kai kurias iš šių įtakų, tarp jų:

• Luisas de Broglis, fizikas, pristatė „materija bangos. “Schrödingeris buvo perskaitęs de Broglie disertaciją ir išnašą, kurią parašė Albertas Einšteinas, kuris teigiamai kalbėjo apie de Broglie'io kūrybą. Schrödingeris taip pat buvo paprašytas aptarti de Broglie'io darbą seminare, kurį organizavo tiek Ciuricho universitetas, tiek kitas universitetas, ETH Ciurichas.
• Boltzmannas. Statistinis Boltzmanno požiūris į fiziką Schrödingeris laikė savo „pirmąja meile mokslui“, o didžiąją dalį savo mokslinio išsilavinimo laikėsi Boltzmanno tradicijos.
• Ankstesnis Schrödingerio darbas dėl kvantinės dujų teorijos, nagrinėjantis dujas iš kvantinės mechanikos perspektyvos. Viename iš savo straipsnių apie dujų kvantinę teoriją „Apie Einšteino dujų teoriją“ Schrödingeris pritaikė de Broglie teoriją materijos bangoms, kad padėtų paaiškinti dujų elgseną.

Tais pačiais metais 1933 m. Laimėjęs Nobelio premiją, Schrödingeris atsisakė profesoriaus Berlynas, prie kurio jis prisijungė 1927 m., Reaguodamas į nacių užgrobtą Vokietiją ir žydų atleidimą mokslininkai. Vėliau persikėlė į Angliją, vėliau - į Austriją. Tačiau 1938 m. Hitleris įsiveržė į Austriją, priversdamas Schrödingerį, dabar jau nusistovėjusį antinacį, bėgti į Romą.

1939 m. Schrödingeris persikėlė į Dubliną, Airiją, kur liko iki grįžimo į Vieną 1956 m. Schrödingeris mirė nuo tuberkuliozės 1961 m. Sausio 4 d. Vienoje, mieste, kuriame jis gimė. Jam buvo 73 metai.

• Fišeris E. Mes visi esame vienos būtybės aspektai: įvadas į Erwiną Schrödingerį.Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
• Heitleris W. “Erwinas Schrödingeris, 1887–1961 m.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• Meistrai B. “Erwino Schrödingerio kelias į bangų mechaniką.” Pasirinkti fotonikos naujienas, 2014; 25(2): 32-39.
• Moore W. Schrödingeris: Gyvenimas ir mintis. Cambridge University Press; 1989.
• Schrödingeris: Politeto šimtmečio šventė. Ed. Clive Kilmister, „Cambridge University Press“; 1987.
• Schrödingeris E. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”Ann. Fiz., 1926; 79: 361-376.
• Teresi D. Vienišas kvantinės mechanikos reindžeris. „The New York Times“ svetainė. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.