Теорія котів Шредінгера була створена фізиком Ервіном Шредінгером у 1935 році. В основному, вона була створена з наміром вирішити квантовий парадокс суперпозиції, який до того часу був нерозв'язним. Для цього він заявив, що кіт може бути мертвим і живим одночасно всередині коробки.

Якщо коротко, то квантова суперпозиція, про яку ми щойно згадували, стверджує, що в частинці (атомі, електроні чи фотоні) може існувати кілька енергетичних станів одночасно. Але тільки до тих пір, поки це не спостерігається.

Звучить заплутано? Так і є. Навіть сучасні вчені продовжують ці дослідження в Єльському університеті в США.

Але перед тим, як ви розберетеся в цій теорії, варто зазначити, що ми не хочемо, щоб ви перевіряли теорію кота Шредінгера на своєму домашньому улюбленцеві, оскільки він містить радіоактивні елементи, які можуть бути небезпечними для тих, хто не розуміється на цій темі.

Тож, влаштовуйтесь зручніше, і давайте разом з нами розберемося в цій теорії трохи більше.

Що взагалі говорить теорія котів Шредінгера?

Як ми вже говорили, у 1935 році фізик Ервін Шредінгер створив експеримент з котом Шредінгера, але його головним наміром було висвітлити межі "копенгагенської інтерпретації" в практичному застосуванні. З цією метою він представив гіпотезу, що кіт у коробці може бути живим і мертвим одночасно.

По суті, цей експеримент працював так: спочатку він помістив кошеня всередину коробки разом з радіоактивними частинками.

Експеримент починається з того, чи можуть ці частинки циркулювати всередині. Однак ті, хто перебуває за межами коробки, не знають, що відбувається там, усередині.

Це пояснюється тим, що якби кіт був частинкою, він міг би бути живим і мертвим одночасно. Насправді ця інтерпретація вважається найвідомішою у квантовій фізиці, саме тому він використовував закони субатомного світу та квантової механіки, щоб керувати своєю теорією.

Вони стверджують, що якщо ви не знаєте стан електрона, то можна вважати, що він перебуває у всіх можливих станах одночасно. Однак це так лише доти, доки його не спостерігають.

Насправді, якщо використовувати інтерференцію світла для спостереження цього явища, дві реальності субатомного світу зіштовхуються. Фактично, можна буде побачити лише одну з них.

Як проводився експеримент Шредінгера

Апріорі, експеримент відбувався в закритій коробці, в якій були розміщені лічильник Гейгера з джерелом радіоактивного розпаду, запечатаний флакон з отрутою та кіт.

Тому, якби контейнер з радіоактивним матеріалом почав виділяти частинки, лічильник зафіксував би наявність радіації. А отже, спрацював би молоток, який розбив би ампулу з отрутою, і вбив би його.

Варто зазначити, що в експерименті було використано таку кількість радіоактивного матеріалу, що ймовірність його виявлення становила лише 50%. Тому, оскільки ніхто не знав моменту, коли отрута буде вивільнена, а також оскільки не було дозволено заглядати всередину коробки, кіт міг бути як живим, так і мертвим.

Однак, як ми вже пояснювали, ця подвійність була можлива лише тому, що нікому не дозволялося відкривати коробку. Тому що, як ми вже згадували, присутність спостерігача і світла поклала б край двом реальностям. Тобто, вони дізналися б по-справжньому, чи був кіт живий, чи мертвий.

Як наука врятувала кота Шредінгера

Тому, оскільки ця теорія відома і сьогодні, деякі вчені з Єльського університету в США стверджують, що знайшли точний спосіб врятувати біхіан знаменитого експерименту Шредінгера з котом. По суті, група вчених відкрила поведінку частинок на квантовому рівні.

За їхніми словами, випадковий і раптовий перехід між енергетичними станами частинок відомий як квантовий стрибок, і саме цим стрибком фізики змогли маніпулювати і змінювати результат.

Важливо, що експеримент проводився на штучних атомах, які називаються квантовими бітами або кубітами. До речі, ці атоми використовуються як основні одиниці інформації у квантових комп'ютерах. Оскільки вони хотіли з'ясувати, чи можна отримати сигнал раннього попередження про те, що ось-ось відбудеться стрибок.

Таким чином, вони б розуміли ситуацію і мали більше контролю над квантовою інформацією. Насправді, управління цими так званими квантовими даними, а також виправлення можливих помилок у міру їх виникнення, можуть бути важливими факторами в розробці корисних квантових комп'ютерів.

Який же висновок, зрештою?

Тому для американських вчених ефект, який продемонстрував цей експеримент, означав підвищення когерентності під час стрибка, всупереч їхнім спостереженням. Не в останню чергу тому, що, з'ясувавши це, ви не тільки уникнете смерті кота, але й зможете передбачити ситуацію.

Іншими словами, явищем можна маніпулювати, а отже, кота Шредінгера можна врятувати.

Насправді, це було найважливішим моментом цього дослідження. Тому що зміна однієї з цих подій означає, що еволюція квантового стану має частково детермінований характер, а не випадковий, тому що стрибок завжди відбувається однаково передбачуваним чином від початкової точки, яка в цьому випадку є випадковою.

По суті, теорія хотіла довести, що ці фактори так само непередбачувані, як і природні явища. Вулкан, власне, є чудовим прикладом непередбачуваності.

Однак за умови правильного моніторингу можна заздалегідь визначити результат обох ситуацій. Це дозволить вчасно вжити заходів, щоб уникнути найгіршого.

На завершення ми підібрали для вас дуже пояснювальне відео, щоб ви зрозуміли ще більше про цю тему:

Як би там не було, тепер ви зрозуміли теорію котів Шредінгера?

Читати далі: Людина зроблена із зоряного пилу, наука зробила це офіційно

Джерела: Hiper cultura, журнал Galileu, журнал Galileu

Зображення: Hyper cultura, Galileu Magazine, Total Biology, Medium, RTVE.ES