Erwin Schrödinger și Experimentul pisicii Schrödinger

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (născut la 12 august 1887 la Viena, Austria) a fost un fizician care a efectuat lucrări de ultimă oră în mecanica cuantică, un câmp care studiază cum se comportă energia și materia la scări de lungime foarte mici. În 1926, Schrödinger a dezvoltat o ecuație care a prezis unde va fi localizat un electron într-un atom. În 1933, a primit un Premiul Nobel pentru această lucrare, împreună cu fizicianul Paul Dirac.

Fapte rapide: Erwin Schrödinger

Schrödinger poate fi mai cunoscut pentru „Pisica lui Schrödinger”, Un experiment de gândire pe care l-a conceput în 1935 pentru a ilustra probleme cu o interpretare comună a mecanicii cuantice.

Schrödinger era singurul copil al lui Rudolf Schrödinger - un muncitor din fabrică de linoleum și pânză de ulei care avea a moștenit afacerea de la tatăl său - și Georgine, fiica unui profesor de chimie din Rudolf. Creșterea lui Schrödinger a subliniat aprecierea culturală și avansarea atât în ​​știință cât și în artă.

Schrödinger a fost educat de un îndrumător și de tatăl său acasă. La vârsta de 11 ani, a intrat în gimnaziul Akademische din Viena, o școală axată pe educația clasică și formarea în fizică și matematică. Acolo, îi plăcea să învețe limbi clasice, poezie străină, fizică și matematică, dar ura să memoreze ceea ce numea date și fapte „incidentale”.

Schrödinger și-a continuat studiile la Universitatea din Viena, la care a intrat în 1906. Și-a obținut doctoratul în fizică în 1910, sub îndrumarea lui Friedrich Hasenöhrl, pe care Schrödinger îl considera a fi una dintre cele mai mari influențe intelectuale ale sale. Hasenöhrl a fost student al fizicianului Ludwig Boltzmann, un cunoscut om de știință cunoscut pentru munca sa în mecanica statistică.

După ce Schrödinger a primit doctoratul, a lucrat ca asistent la Franz Exner, un alt student al lui Boltzmann, până la redactarea la începutul Primul Război Mondial.

În 1920, Schrödinger s-a căsătorit cu Annemarie Bertel și s-a mutat cu ea la Jena, Germania, pentru a lucra ca asistent al fizicianului Max Wien. De acolo, a devenit facultate la o serie de universități într-o perioadă scurtă de timp, devenind mai întâi junior profesor la Stuttgart, apoi profesor complet la Breslau, înainte de a intra la Universitatea din Zurich ca profesor în 1921. Următorii șase ani de la Schrödinger la Zurich au fost unele dintre cele mai importante în cariera sa profesională.

La Universitatea din Zurich, Schrödinger a dezvoltat o teorie care a avansat semnificativ înțelegerea fizicii cuantice. A publicat o serie de lucrări - aproximativ una pe lună - despre mecanica undelor. În special, prima lucrare, „Cuantificarea ca problemă a valorii proprii", a introdus ceea ce va deveni cunoscut sub numele de Ecuația Schrödinger, acum o parte centrală a mecanicii cuantice. Schrödinger a primit premiul Nobel pentru această descoperire în 1933.

Ecuația lui Schrödinger a descris matematic natura „în undă” a sistemelor guvernate de mecanica cuantică. Cu această ecuație, Schrödinger a oferit o modalitate de a studia nu numai comportamentele acestor sisteme, ci și de a prezice modul în care acestea se comportă. Deși a existat o dezbatere inițială despre ce a însemnat ecuația lui Schrödinger, oamenii de știință au interpretat-o ​​în cele din urmă ca fiind probabilitatea de a găsi un electron undeva în spațiu.

Schrödinger a formulat acest experiment gândit ca răspuns la Interpretarea la Copenhaga a mecanicii cuantice, care afirmă că o particulă descrisă de mecanica cuantică există în toate stările posibile în același timp, până când este observată și este forțată să aleagă o singură stare. Iată un exemplu: luați în considerare o lumină care poate aprinde roșu sau verde. Când nu ne uităm la lumină, presupunem că este atât roșu și verde. Cu toate acestea, atunci când o privim, lumina trebuie să se forțeze să fie fie roșie, fie verde, și aceasta este culoarea pe care o vedem.

Schrödinger nu a fost de acord cu această interpretare. El a creat un experiment de gândire diferit, numit Pisica lui Schrödinger, pentru a ilustra preocupările sale. În experimentul Schrödinger Cat, o pisică este plasată în interiorul unei cutii sigilate cu o substanță radioactivă și un gaz otrăvitor. Dacă substanța radioactivă scade, ar elibera gazul și ar ucide pisica. Dacă nu, pisica ar fi în viață.

Deoarece nu știm dacă pisica este vie sau moartă, este luată în considerare ambii viu și mort până când cineva deschide cutia și vede de la sine care este starea pisicii. Astfel, pur și simplu uitându-vă în cutie, cineva a făcut ca pisica să fie în viață sau moartă, chiar dacă acest lucru este imposibil.

Schrödinger nu a lăsat prea multe informații despre oamenii de știință și teoriile care au influențat propria sa lucrare. Cu toate acestea, istoricii au combinat unele dintre aceste influențe, care includ:

• Louis de Broglie, fizician, a introdus conceptul de „materie valuri. "Schrödinger citise teza lui Broglie, precum și o notă de subsol scrisă Albert Einstein, care a vorbit pozitiv despre activitatea de Broglie. De asemenea, lui Schrödinger i s-a cerut să discute despre activitatea lui Broglie la un seminar organizat atât de Universitatea din Zurich, cât și de o altă universitate, ETH Zurich.
• Boltzmann. Schrödinger a considerat abordarea statistică a lui Boltzmann pentru fizică „prima sa iubire în știință”, iar o bună parte din educația sa științifică a urmat în tradiția lui Boltzmann.
• Lucrările anterioare ale lui Schrödinger cu privire la teoria cuantică a gazelor, care au studiat gazele din perspectiva mecanicii cuantice. Într-unul din lucrările sale despre teoria cuantică a gazelor, „Pe teoria gazelor lui Einstein”, Schrödinger a aplicat teoria lui Broglie despre undele materiei pentru a ajuta la explicarea comportamentului gazelor.

În 1933, în același an în care a câștigat premiul Nobel, Schrödinger și-a dat demisia din funcția de profesor la Universitatea din Berlin, la care s-a alăturat în 1927, ca răspuns la preluarea nazistă a Germaniei și demiterea evreilor oameni de știință. Ulterior s-a mutat în Anglia, iar mai târziu în Austria. Cu toate acestea, în 1938, Hitler a invadat Austria, forțându-l pe Schrödinger, acum un anti-nazist consacrat, să se refugieze la Roma.

În 1939, Schrödinger s-a mutat la Dublin, Irlanda, unde a rămas până la întoarcerea la Viena în 1956. Schrödinger a murit de tuberculoză la 4 ianuarie 1961 la Viena, orașul în care s-a născut. Avea 73 de ani.

• Fischer E. Suntem cu toții aspecte ale unei singure ființe: o introducere în Erwin Schrödinger.Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
• Heitler W. “Erwin Schrödinger, 1887-1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• Maeștrii B. “Calea lui Erwin Schrödinger către mecanica undelor.” Alegeți știri despre fotonică, 2014; 25(2): 32-39.
• Moore W. Schrödinger: Viața și gândul. Presa universitară din Cambridge; 1989.
• Schrödinger: celebrarea centenară a unui polimat. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
• Schrödinger E. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”Ann. Phys., 1926; 79: 361-376.
• Teresi D. Singurul ranger al mecanicii cuantice. Site-ul New York Times. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.