החתול של שרדינגר: על מה מדובר?

מַדָע

הוא נוצר בשנת 1935, והיה לו חזרה לכל המאוחר בסדרה הפופולרית "המפץ הגדול": החתול של שרדינגר. הושק כניסוי מחשבתי על ידי הפיזיקאי וחתן פרס נובל ארווין שרדינגר, הוא מופיע שוב ושוב בתקשורת היומיומית. אבל מהו בעצם החתול המפורסם?

לא ממש הקופסה שחשב לארווין שרדינגר בשנת 1935, אבל דומה - Shutterstock / Dalibor Valek

כן, לחתולים היה פוטנציאל פולחן עוד לפני שהומצא האינטרנט. אבל שרדינגר לא רק מוכיח את זה מאחורי החתול של שרדינגר ניסוי מחשבתי שאמור להוכיח שהעברת חוקי מכניקת הקוונטים לעולם היומיומי שלנו היא חסרת משמעות.

החתול של שרדינגר: מערך הניסוי

ארווין שרדינגר שואל את השאלה האם חתול חי או לא - מדובר במצבו של החתול בתוך קופסה שאי אפשר לראות אותה, מה שיכול להיות גם סוג של מלכודת קטלנית. אל תדאג: זה רק ניסוי מחשבתי. אף חיה לא נפגעה מידיו של ארווין שרדינגר. ניתן לצפות לתשובה בשלב זה: החתול חי ומת גם אני מבקש סליחה? זה לא עובד בכלל. ימין! אבל עדיף להמשיך צעד אחר צעד על ידי הסתכלות על ההתקנה הניסיונית:

• חתול מונח בתוך ארגז שלא ניתן לראות אותו מבחוץ במשך שעה.
• בתיבה יש גם גרעין אטומי לא יציב שיתפורר עם הסתברות מסוימת בתוך פרק זמן מסוים, כמו גם מונה גייגר עם פטיש ובקבוק מימן ציאניד.
• במידה והגרעין האטומי יתפרק, מונה גייגר מכה בשל הקרינה הרדיואקטיבית ומפעיל את הפטיש.
• אפשרות 1: הפטיש עלול ליפול על בקבוק הרעל והחתול ימות.
• אפשרות 2: אם הגרעין האטומי הלא יציב לא יתפרק, מונה גייגר יישאר בלתי פעיל והפטיש לא ינפץ את הבקבוק במימן ציאניד. החתול היה חי.

על זה בדיוק החתול של שרדינגר

השאלה לגבי מצבו של החתול של שרדינגר מראית בצורה של פרדוקס שחוקים מכאניים קוונטיים אינם קלים כל כך לשלב עם חוקי עולם היומיום שלנו:

אובייקטים במיקרוקוסמוס נופלים לתחום מכניקת הקוונטים. לאטומים בודדים, למשל, כמו האטומים הרדיואקטיביים בתיבה של שרדינגר, יש את המאפיין שהם לא נמצאים במצב מוצק, למשל, יכולים להיות בשני מקומות במקביל אם אנחנו לא מתבוננים בהם. זה נורמלי ואפילו הכרחי עבור האטומים. רק אם נסתכל על האטומים הם נמצאים במצב קבוע.

במקרוקוסמוס, כלומר בסביבה היומיומית שלנו, הוא נראה אחרת. לבית, למשל, יש נכסים קבועים. לאחר בנייתו, הוא תמיד נמצא בצד אחד של הרחוב ואינו יכול להיות בצד השני של הרחוב בו זמנית. הדבר דומה ליצורים חיים. בעלי חיים כמו החתול של שרדינגר לא יכולים להיות מתים או חיים בעת ובעונה אחת, אך תמיד יש להם אחד מהמצבים הקיומיים האלה.

זה אומר… ?

לניסוי המחשבה, המשמעות היא: כל עוד איננו מתבוננים בגרעין האטומי בתיבה הנסתרת, הוא התפרק ולא התפרק בעת ובעונה אחת - רעיון קשה אמנם מנקודת המבט המקרו -קוסמית שלנו. המשמעות היא לאחר מכן כי הנגד של גייגר מכה ואינו מכה, הפטיש נופל ואינו נופל, הרעל משתחרר ואינו משתחרר, והחתול חי ומת. אולם זה לא עובד, שכן החתול, כחלק מהמקרוקוסמוס, חייב להיות אחד או השני ולא יכול להיות שניהם בו זמנית. לא ניתן לחבר מיקרו ומקרוקוסמוסים כל כך בקלות. לא ידוע מדוע בחר ארווין שרדינגר כדוגמה בחתול. אחרי הכל, ההוכחה שלו מוצאת אפוא עצירה ב- einfachierisch.de.

יש לך שאלות? הסרטון הבא ממחיש את הניסוי שוב: