Квантавая механіка

Прынцып нявызначанасці Гейзенберга
Уводзіны
Матэматычныя асновы

Кот Шродзінгера — уяўны эксперымент, прапанаваны аўстрыйскім фізікам-тэарэтыкам, адным з заснавальнікаў квантавай механікі, Эрвінам Шродзінгерам, якім ён хацеў паказаць непаўнату квантавай механікі пры пераходзе ад субатамных сістэм да макраскапічных.

Сутнасць эксперымента

У арыгінальным артыкуле Шродзінгера эксперымент апісаны так:

Можна пабудаваць і выпадкі, якія маюць дастаткова травесціі. Нейкі кот[1] зачынены ў сталёвай камеры побач з наступнай пякельнай машынай (якая павінна быць ахавана ад прамога умяшання ката): унутры лічыльніка Гейгера знаходзіцца малюсенькая колькасць радыеактыўнага рэчыва, настолькі маленькая, што на працягу гадзіны можа распасціся толькі адзін атам, але з такой жа імавернасцю можа і не распасціся; калі ж гэта здарыцца, счытываючая трубка разраджаецца і дзейнічае рэле, якое спускае молат, які разбівае колбачку з сінільнай кіслатой. Калі на гадзіну пакінуць усю гэтую сістэму ў такім стане, то можна сказаць, што кот будзе жывы па сканчэнні гэтага часу, калі распаду атама не здарыцца. Першы жа распад атама атруціў бы ката. Псі-функцыя сістэмы ўвогуле будзе выражаць гэта, змешваючы ў сабе ці размазваючы жывога і мёртвага ката (прабачце за выказванне) у роўных долях. Тыпавым у падобных выпадках з'яўляецца тое, што неакрэсленасць, першапачаткова абмежаваная атамным светам, пераўтвараецца ў макраскапічную неакрэсленасць, якая можа быць ухілена з дапамогай прамога нагляду. Гэта перашкаджае нам наіўна прыняць «мадэль размыцця» як адлюстроўваючую рэчаіснасць. Само па сабе гэта не азначае нічога няпэўнага ці супярэчлівага. Ёсць розніца паміж выразным ці расфакусіраваным фота і здымкам аблокаў ці туману.

— [2]

Згодна з квантавай механікай, калі над ядром не выконваецца нагляданне, то яго стан апісваецца суперпазіцыяй (змяшэннем) двух станаў — распадзенага ядра і нераспадзенага ядра, значыць, кот, які сядзіць у скрыні, і жывы, і мёртвы адначасова. Калі ж скрыню адчыніць, то эксперыментатар можа ўбачыць толькі які-небудзь адзін канкрэтны стан — «ядро распалася, кот мёртвы» ці «ядро не распалася, кот жывы».

Пытанне стаіць так: Калі сістэма перастае існаваць як змяшэнне двух станаў і выбірае адзін канкрэтны? Мэта эксперыменту — паказаць, што квантавая механіка няпоўная без некаторых правіл, якія паказваюць, пры якіх умовах здараецца калапс хвалевай функцыі, і кот альбо становіцца мёртвым, альбо застаецца жывым, але перастае быць змяшэннем таго і другога.

Паколькі зразумела, што кот абавязкова павінны быць альбо жывым, альбо мёртвым (не існуе стану паміж жыццём і смерцю), то гэта будзе аналагічна і для атамнага ядра. Яно абавязкова павінна быць альбо распадзеным, альбо нераспадзеным.

Арыгінальны артыкул выйшаў у 1935 годзе. Мэтай артыкулу было абмеркаванне ЭПР парадокса, апублікаванага Эйнштэйнам, Падольскім і Розэнам раней у тым жа годзе[3]. Артыкулы ЭПР і Шродзінгера адзначылі дзіўную прыроду «квантавай заблытанасці» (ням.: Verschränkung, англ.: quantum entanglement, уведзенае Шродзінгерам азначэнне), характэрнай для квантавых станаў, якія з'яўляюцца суперпазіцыяй станаў дзвюх сістэм (напрыклад, дзвюх субатамных часціц).

Зноскі

  1. ↑ Згодна з Шродзінгерам, усё-такі кошка. З арыгінальнага артыкула Шродзінгера: «ням.: Die Psi-Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze (s. v. v.) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind.»
  2. ↑ E. Schrödinger. Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik («Бягучая сітуацыя ў квантавай механіцы») // Naturwissenschaften. V. 23 (1935), № 48, pp. 807-812; № 49, 823-828; № 50, 844-849.
  3. ↑ EPR article: Can Quantum-Mechanical Description Reality Be Considered Complete? Архівавана 8 лютага 2006.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.