Когда вы встречаете какое-либо упоминание об австрийском физике Эрвине Шрёдингере, первое что приходит на ум – это его знаменитый мысленный эксперимент с отравленным котом в коробке. Однако, среди научных кругов он более знаменит за разработку «уравнения Шрёдингера» как часть вклада в развитие квантовой механики.
В 1920-х годах возникла область квантовой механики, в создании которой принимали участие все ведущие ученые-физики: они пытались найти способы описать и объяснить движение некоторых из самых маленьких строительных блоков Вселенной.
Научный потенциал Шрёдингера развивался благодаря обучению и работе во многих ведущих университетах наряду с такими профессионалами, как Альберт Эйнштейн. Именно в то время, когда Шрёдингер занимал должность профессора Цюрихского университета, он углубился в исследования теоретической физики, чтобы собрать воедино некоторые из наиболее важных моделей своей карьеры.
Первое из его главных открытий произошло, когда он начал изучать различные энергетические состояния электронов в атоме. Используя существующую ранее гипотезу, что частицы в атоме движутся волнами - подобно движению световых волн - Шредингер был первым человеком, который систематизировал данные в уравнение, чтобы доказать, как это произошло. Уравнение Шрёдингера часто сравнивают с законом движения Ньютона по уровню важности для квантовой механики.
Уравнение Шредингера используется для решения любых вопросов в физике и химии, касающихся атомной структуры, например, где в атоме обнаруживаются электронные волны. Кроме того, его волновое уравнение продемонстрировало принцип суперпозиции: состояние, которое включает в себя все возможные решения. Поскольку его уравнение было линейным и имело более двух изменчивых факторов, оно создало ряд возможных результатов.
Революционизировав способ четкого представления квантовой механики, Шрёдингер снова сосредоточился на суперпозиции в своем самом известном мысленном эксперименте. Для этого он попросил людей представить себе кота в запечатанном стальном контейнере. В ловушке рядом с котом находится адская машина, защищенная от прямого вмешательства животного: счетчик Гейгера, внутри которого находится крохотное количество радиоактивного вещества, столь небольшое, что в течение часа может распасться только один атом, но с такой же вероятностью может и не распасться, яд и молоток.
Если радиоактивное вещество распадется, считывающая трубка разряжается и срабатывает реле, спускающее молот, который разбивает колбочку с синильной кислотой и в конечном итоге это приводит к смерти кота.
Поскольку этот процесс не может быть замечен (контейнер же запечатан), кот не может быть окончательно объявлен мертвым или живым. По этой причине Шредингер объяснил, что до тех пор, пока контейнер не будет открыт и его содержимое не будет обнаружено, то состояние ядра атома радиоактивного вещества описывается суперпозицией (смешением) двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике, и жив, и мёртв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор может увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кот мёртв» или «ядро не распалось, кот жив».
Позже Шредингер продолжал публиковать академические книги и журналы. В одной из своих самых известных работ под названием «Что такое жизнь?» он использовал свой опыт в квантовой физике, чтобы углубиться в мир биологии и изучить, как его открытия могут объяснить стабильность генетической структуры. Хотя более поздние разработки и исследования в этой области привели к адаптации его результатов, его работа по-прежнему имеет большое значение для ознакомления студентов с квантовой механикой.
Благодаря своим экспериментам, научным трудам и мыслительным процессам Шредингер является одним из самых уважаемых физиков своего времени. Признанные при его жизни исследования и отмеченные престижными наградами продолжают влиять на мир науки и философии и по сей день.
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Читайте также:
- Гарри Гудини: как мошенники-медиумы не могли скрыться от известного иллюзиониста
- Самые красивые цитаты Альберта Эйнштейна
- Энни Лондондерри: вокруг света на велосипеде!
Все фотографии и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам.
Ставьте Лайк и подписывайтесь на канал, дальше будет так же интересно!