Schrödingers katt - Vad är experimentet och hur räddades katten?
Innehållsförteckning
Schrödingers katt-teori skapades av fysikern Erwin Schrödinger 1935. I grund och botten skapades den med avsikten att lösa kvantsuperpositionsparadoxen, som fram till dess var olöslig. För att göra detta hävdade han att en katt kan vara död och levande samtidigt i en låda.
Se även: Delfiner - hur de lever, vad de äter och deras huvudsakliga vanorMen låt oss ta det från början. I korthet innebär kvantsuperposition, som vi just nämnde, att det i en partikel (atom, elektron eller foton) kan finnas flera energitillstånd samtidigt. Men bara tills det observeras.
Låter det förvirrande? Det är det. Även dagens forskare har fortsatt med denna forskning vid Yale University i USA.
Men innan du förstår om denna teori är det värt att påpeka att vi inte vill att du testar Schrödingers katt-teori med ditt husdjur, eftersom det kommer med radioaktiva element, vilket kan vara farligt för dem som inte förstår ämnet.
Så slå dig ner och kom och lär dig lite mer om denna teori tillsammans med oss.
Vad säger Schrödingers katt-teori egentligen?
Som vi redan har sagt skapade fysikern Erwin Schrödinger 1935 experimentet med Schrödingers katt, men hans huvudsakliga avsikt var att belysa gränserna för "Köpenhamnstolkningen" i praktiska tillämpningar. För detta ändamål lade han fram hypotesen att katten i en låda kunde vara levande och död på samma gång.
I princip gick experimentet till på följande sätt: Först placerade han kattungen i lådan, tillsammans med radioaktiva partiklar.
Experimentet börjar sedan med möjligheterna om dessa partiklar kan cirkulera inuti eller ej. Men de som befinner sig utanför lådan vet inte vad som händer där, inuti.
Om katten vore en partikel skulle den nämligen kunna vara levande och död på samma gång. Denna tolkning anses faktiskt vara den mest kända inom kvantfysiken, vilket är anledningen till att han använde den subatomära världens lagar och kvantmekanik för att vägleda sin teori.
De hävdar t.ex. att om man inte känner till en elektrons tillstånd kan den anses befinna sig i alla möjliga tillstånd samtidigt. Detta är dock bara fallet tills det observeras.
Om man använder ljusinterferens för att observera detta fenomen kolliderar faktiskt de två verkligheterna i den subatomära världen. I själva verket skulle det bara vara möjligt att se en av dem.
Hur Schrödingers experiment utfördes
Experimentet utfördes i en sluten låda, där man placerade en geigermätare med en källa för radioaktivt sönderfall, en förseglad flaska med gift och katten.
Om behållaren med radioaktivt material började släppa ifrån sig partiklar skulle räknaren därför detektera förekomsten av strålning. Följaktligen skulle den utlösa hammaren, som skulle slå sönder flaskan med gift och döda honom.
Det är värt att påpeka att den mängd radioaktivt material som användes i experimentet var tillräcklig för att det bara skulle ha 50 procents chans att upptäckas. Eftersom ingen visste när giftet skulle frigöras, och eftersom katten inte fick titta i lådan, kunde den därför vara antingen levande eller död.
Men som vi redan förklarat var denna dualitet bara möjlig eftersom ingen fick öppna lådan. För som vi redan nämnt skulle närvaron av en observatör, och av ljus, avsluta de två verkligheterna. Det vill säga, de skulle på riktigt få reda på om katten verkligen levde eller var död.
Hur vetenskapen räddade Schrödingers katt
Eftersom det är en teori som fortfarande är berömd idag har några forskare från Yale University i USA hävdat att de har hittat det exakta sättet att rädda bichian i Schrödingers berömda kattförsök. Vad gruppen av forskare gjorde var att upptäcka partiklarnas beteende på kvantnivå.
Enligt dem är den slumpmässiga och plötsliga övergången mellan partiklarnas energitillstånd känd som ett kvanthopp, och det var just med detta hopp som fysikerna kunde manipulera och ändra resultatet.
Experimentet gjordes på konstgjorda atomer som kallas kvantbitar eller qubits. Dessa atomer används för övrigt som grundläggande informationsenheter i kvantdatorer. Eftersom de ville ta reda på om det var möjligt att få en tidig varningssignal om att ett hopp är på väg att inträffa.
På så sätt skulle de förstå situationen och få bättre kontroll över kvantinformationen. Hanteringen av dessa så kallade kvantdata, liksom korrigeringen av eventuella fel när de uppstår, kan faktiskt vara viktiga faktorer i utvecklingen av användbara kvantdatorer.
Vad är slutsatsen, när allt kommer omkring?
För de amerikanska forskarna innebar därför effekten av detta experiment att koherensen ökade under hoppet, trots deras observation. Inte minst eftersom man genom att ta reda på detta inte bara undviker att katten dör, utan också kan förutse situationen.
Med andra ord kan fenomenet manipuleras och därmed kan Schrödingers katt räddas.
Att vända på en av dessa händelser innebär nämligen att kvanttillståndets utveckling delvis har en deterministisk karaktär, och inte en slumpmässig, eftersom hoppet alltid sker på samma förutsägbara sätt från dess startpunkt, som i det här fallet är slumpmässig.
I grund och botten ville teorin bevisa att dessa faktorer är lika oförutsägbara som naturfenomen. Vulkanen är i själva verket ett utmärkt exempel på oförutsägbarhet.
Om övervakningen sker på rätt sätt är det dock möjligt att upptäcka resultatet av båda situationerna i förväg. Detta gör det möjligt att vidta tidiga åtgärder för att undvika det värsta.
Avslutningsvis har vi valt ut en mycket förklarande video för att du ska förstå ännu mer om detta ämne:
Se även: Tacksamhetens dag - ursprung, varför den firas och dess betydelseHur som helst, förstod du Schrödingers katt-teori nu?
Läs mer: Människan är gjord av stjärnstoft, vetenskapen gör det officiellt
Källor: Hiper cultura, Galileu magazine, Galileu magazine
Bilder: Hyper cultura, Galileo Magazine, Total Biology, Medium, RTVE.ES