Paradoxul lui Schrödinger-Cum a fost fizica cuantică explicată cu ajutorul unei pisici

Pisica lui Schrödinger este adesea folosită ca exemplu pentru paradox. Însă câți dintre noi știm cu adevărat de unde a provenit acest experiment și ce a însemnat pentru știință?

Fizica sau mecanica cuantică este teoria mișcării particulelor materiale la scară atomică. Aceasta este o știință destul de nouă, fiind dezvoltată la începutul secolului trecut, în încercarea de a înțelege mai bine fenomenele care nu își găseau logica în fizica „clasică”. Află, în rândurile următoare, ce a fost experimentul cu pisica lui Schrödinger și ce a reușit acesta să demonstreze.

Pisica lui Schrödinger

Într-un nou experiment, oamenii de știință au demonstrat că paradoxul pisicii lui Schrödinger are implicații mai profunde decât s-a crezut inițial. În acest proces, nicio pisică nu a fost rănită. Pisica lui Schrödinger este un experiment mental celebru, creat de fizicianul austriac Erwin Schrödinger în 1935. Acest paradox explorează problemele care apar atunci când interpretarea Copenhaga a mecanicii cuantice este aplicată obiectelor din lumea reală. Schrödinger a imaginat un scenariu în care viața sau moartea unei pisici depinde de un eveniment aleatoriu. În dezvoltarea acestui concept, el a introdus termenul „Verschränkung”, ce descrie conexiunea cuantică.

Pentru a sublinia limitele mecanicii cuantice, Schrödinger a aplicat principiile acesteia asupra unei ființe vii. În experimentul său mental, a sugerat că o superpoziție la nivel atomic poate fi transferată la o scară mai mare, implicând o pisică vie sau moartă. Acest lucru era posibil prin intermediul unui mecanism ingenios. Pisica, plasată într-o cutie închisă, era conectată la o particulă subatomică. În funcție de starea particulei, pisica putea fi fie vie, fie moartă. Conform interpretării Copenhaga, pisica ar rămâne într-o stare de superpoziție, fiind simultan vie și moartă, până când cutia este deschisă. Schrödinger nu a susținut ideea unei pisici „moartă-și-vie” ca pe o realitate, ci a folosit această imagine pentru a evidenția absurditatea mecanicii cuantice în aplicarea sa pe obiecte mari.

Experimentul lui Schrödinger

Experimentul lui Schrödinger a devenit un simbol pentru discuțiile despre natura realității cuantice. Fiecare interpretare a mecanicii cuantice tratează diferit acest paradox, ceea ce îl face un instrument esențial pentru a compara punctele forte și limitările diferitelor teorii. În esență, conceptul sugerează că pisica există în două stări simultan până când un observator intervine și „rupe” această dualitate.

Inspirându-se din acest paradox, cercetătorii au efectuat experimente similare în laborator. Nu au folosit pisici, ci unde electromagnetice sub formă de fotoni cu microunde. La fel cum particulele cuantice pot exista în superpoziție, și undele electromagnetice pot oscila în două stări simultan până când cineva le măsoară. Joshua Sokol, scriind pentru New Scientist, explică faptul că undele electromagnetice dintr-o cutie pot oscila asemenea unui pendul, dar, prin adăugarea unei unde opuse, se creează o stare similară cu cea a pisicii lui Schrödinger.

Chen Wang și echipa sa de la Universitatea Yale au dus experimentul mai departe. Ei au testat ce se întâmplă dacă „sunt două pisici”. Cercetătorii au plasat fotoni în două cutii de aluminiu conectate printr-un cip de safir și un circuit din aluminiu. Chiar și atunci când conexiunea dintre cutii a fost întreruptă, fotonii au rămas corelați, comportându-se ca un întreg. Această stare de conexiune a fost confirmată prin măsurători, care au arătat că starea finală a fotonilor era în proporție de 81% identică cu cea inițială. Fenomenul poate fi explicat prin teoria acțiunii la distanță, propusă de Einstein. Sincronizarea câmpurilor electrice în cele două cutii oferă speranțe pentru dezvoltarea calculatoarelor cuantice, făcând un pas important în înțelegerea mecanicii cuantice.

Experimentul pisicii lui Schrödinger a devenit un simbol pentru discuțiile despre natura realității cuantice. Fiecare interpretare a mecanicii cuantice tratează diferit acest paradox, ceea ce îl face un instrument esențial pentru a compara punctele forte și limitările diferitelor teorii.