Erwin Schrödinger și experimentul gândirii 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 premiu Nobel pentru această lucrare, împreună cu fizicianul Paul Dirac.

Fapte rapide: Erwin Schrödinger

• Numele complet: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger
• Cunoscut pentru: Fizician care a dezvoltat ecuația Schrödinger, care a însemnat un pas important pentru mecanica cuantică. De asemenea, a dezvoltat experimentul gândirii cunoscut sub numele de „Pisica lui Schrödinger”.
• Născut: 12 august 1887 la Viena, Austria
• Decedat: 4 ianuarie 1961 la Viena, Austria
• Părinţi: Rudolf și Georgine Schrödinger
• Soția: Annemarie Bertel
• Copil: Ruth Georgie Erica (n. 1934)
• Educaţie: Universitatea din Viena
• Premii: cu teoreticianul cuantic, Paul A.M. Dirac a primit premiul Nobel pentru fizică în 1933.
• Publicații: Ce este viața? (1944), Natura și grecii (1954) și Vederea mea despre lume (1961).

Schrödinger poate fi cunoscut mai popular pentru „Pisica lui Schrödinger”, un experiment gândit pe care l-a conceput în 1935 pentru a ilustra problemele cu o interpretare comună a mecanicii cuantice.

Anii timpurii și educația

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

Schrödingera 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 el numea date și fapte „incidentale”..

Schrödinger și-a continuat studiile la Universitatea din Viena, la care a intrat în 1906. A obținut doctoratul în fizică în 1910, sub îndrumarea lui Friedrich Hasenöhrl, pe care Schrödinger a considerat-o 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 și-a luat doctoratul, a lucrat ca asistent la Franz Exner, un alt student al lui Boltzmann, până la redactarea la începutul Primului Război Mondial..

Începuturile carierei

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 profesor junior la Stuttgart, apoi profesor complet la Breslau, înainte de a intra în 1921 la Universitatea din Zurich ca profesor. Schrödinger a șase ani următori 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

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..

Pisica lui Schrödinger

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 obligată să aleagă o singură stare. Iată un exemplu: ia 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.

Influențe asupra operei lui Schrödinger

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 „valuri de materie”. Schrödinger citise teza de Broglie, precum și o notă de subsol scrisă de Albert Einstein, care vorbea pozitiv despre opera lui Broglie. Schrödinger a fost, de asemenea, solicitat să discute despre lucrarea lui Broglie la un seminar găzduit 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” și o mare parte din educația sa științifică a urmat în tradiția lui Boltzmann.
• Lucrările anterioare ale lui Schrödinger asupra teoriei cuantice a gazelor, care au studiat gazele din perspectiva mecanicii cuantice. Într-una din lucrările sale despre teoria cuantică a gazelor, „Pe teoria gazelor lui Einstein”, Schrödinger a aplicat teoria lui Broglie asupra undelor materiei pentru a ajuta la explicarea comportamentului gazelor..

Ulterior cariera și moartea

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 oamenilor de știință evrei. 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 fugă 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.

surse

• Fischer E. Suntem cu toții aspecte ale unei singure ființe: o introducere a lui 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.