Все мы любим котиков, и наверняка каждый из нас хоть раз слышал про кота физика Шрёдингера. Что он сделал с котом? И почему у истории его питомца есть два финала, один из которых печальный?
В дух словах: Эдвард Шрёдингер - знаменитый австрийский физик, который жил в XIX-XX веках. Он стал известен благодаря своим работам в области квантовой механики. Ученый сформулировал знаменитую "волновую функцию Шрёдингера", которая описывает поведение квантовых систем. Он также разработал известный экспериментальный парадокс, названный "кот Шрёдингера", чтобы проиллюстрировать некоторые странные явления, связанные с квантовой физикой.
Суперпозиция - это основной принцип квантовой механики, согласно которому квантовая система может находиться во всех возможных состояниях одновременно до тех пор, пока не происходит измерение. Другими словами, объект может быть одновременно как частицей, так и волной.
Эксперимент.
В ящике установлен механизм с радиоактивном атомным ядром и емкость с ядовитым газом. Туда помещается кот. Параметры подобраны так, что ровно за один час ядро распадается в вероятностью в 50%. Если распадается - выпускается газ и кот умирает, а если не распадается - кот в безопасности.
Что будет с котом через час? Он будет жив или же погибнет?
Если подойти к вопросу с позиции квантовой механики, то эксперимент говорит о том, что атомное ядро, в нашем случае - кот, находится во всех допустимых состояния одновременно, что физики называют квантовой суперпозицией. Пока мы не вскроем ящик, не сможем точно установить, что произошло с животным.
Получается, что с вероятностью в 50% кот погиб и ядро распалось и с вероятностью в 50% кот жив и ядро все же не распалось. Значит, кот жив и мертв одновременно.
Еще раз, квантовая механика гласит, что если за ядром не осуществляется наблюдения, то его состояние можно описать лишь комбинацией двух состояний: распавшееся и не распавшееся ядро. Кот, который олицетворяет ядро атома, находится в промежуточном состоянии между жив и мертв. И если ящик открыть, обеспечив присутствие наблюдателя, то можно с предельной точностью зафиксировать состояние здоровья питомца.
Эксперимент доказал, что с точки зрения квантовой механики кот жив и мерт одновременно. А это, как вы можете понять, невозможно. Квантовая механика при попытке быть интерпретированной на макрообъектах, как в нашем случае кот, проявляет свои изъяны. Поскольку в реальности кот может быть либо живым, либо мертвым, то это должно быть и по отношению к атомному ядру.
Что же случилось с котом? Если вы переживаете за усатого, то физик ограничился только мысленным экспериментом. Поэтому кота попросту не существовало.
