Teoria lui Schrödinger: descriere, trăsături, experimente și aplicare

Articolul descrie ce este teoria lui Schrödinger. Contribuția acestui mare om de știință la știința modernă este arătată și, de asemenea, este descris experimentul gândirii despre o pisică inventată de el. Pe scurt, domeniul de aplicare al acestui tip de cunoștințe este evidențiat.

Erwin Schrödinger

Pisica notorie, care nu este nici viu, nici mort, este acum folosită peste tot. Despre el se fac filme, în onoarea lui se numesc comunități despre fizică și animale, există chiar și un astfel de brand de îmbrăcăminte. Dar cel mai adesea oamenii spun un paradox cu o pisica nefericita. Dar despre creatorul său, Erwin Schrödinger, ca o regulă, ei uită. Sa născut la Viena, care a fost apoi parte a Austro-Ungariei. El a fost urmașul unei familii bine educate și bine pregătite. Tatal sau, Rudolph, a produs linoleum si a investit bani, inclusiv in domeniul stiintei. Mama lui era fiica unui chimist, iar Erwin adesea mergea să asculte prelegeri ale bunicului său în academie.

Din moment ce una dintre bunici a omului de știință era o englezoaică, din copilărie era interesat de limbi străine și cunoștea perfect limba engleză. Nu este surprinzător faptul că Schrödinger a fost cel mai bun în clasă în fiecare an, iar la universitate a pus întrebări dificile. Știința de la începutul secolului al XX-lea a dezvăluit deja incoerențe între fizica clasică mai înțeleasă și comportamentul particulelor de micro- și nanoworld. Erwin Schrödinger a renunțat la toate forțele pentru a rezolva contradicțiile.

Contribuția la știință

În primul rând, merită spus că acest fizician a fost implicat în multe domenii ale științei. Cu toate acestea, atunci când spunem "teoria Schrodinger", nu înțelegem descrierea matematică structurată a culorii create de el, ci o contribuție la mecanica cuantică. În acele zile, tehnologia, experimentul și teoria au mers în mână. Imaginea dezvoltată, primele spectre au fost înregistrate, fenomenul de radioactivitate a fost descoperit. Oamenii de știință care au primit rezultatele au interacționat strâns cu teoreticienii: au fost de acord, s-au completat reciproc, a susținut. Au fost create noi școli și ramuri ale științei. Lumea a jucat în culori foarte diferite, iar omenirea a primit noi ghicitori. În ciuda complexității aparatului matematic, este posibil să se descrie ce teorie a lui Schrödinger este în limbaj simplu.

Lumea cuantică - este ușor!

Acum este bine cunoscut faptul că amploarea obiectelor investigate afectează în mod direct rezultatele. Obiectele vizibile pentru ochi respectă noțiunile de fizică clasică. Teoria Schrödinger este aplicabilă corpurilor cu o dimensiune de o sută sute de nanometri și mai puțin. Și cel mai adesea vorbim despre atomi individuali și particule mai mici. Astfel, fiecare element al microsistemului posedă simultan proprietățile ambelor particule și valuri (dualismul valurilor corpusulare). Din lumea materială până la electroni, protoni, neutroni etc., există o masă și inerția asociată, viteza, accelerația. Din valul teoretic - acești parametri ca frecvența și rezonanța. Pentru a înțelege cum este posibil acest lucru în același timp și de ce sunt inseparabile una de alta, oamenii de știință au trebuit să reconsidere, în general, întregul concept al structurii substanțelor.

Teoria lui Schrödinger presupune că aceste două proprietăți sunt conectate matematic printr-o anumită construcție, numită funcția de undă. Găsirea unei descrieri matematice a acestui concept a adus lui Schroedinger un Premiu Nobel. Cu toate acestea, sensul fizic atribuit lui de autor nu a coincis cu noțiunile lui Bohr, Sommerfeld, Heisenberg și Einstein, care au fondat așa-numita interpretare de la Copenhaga. De aici a apărut "paradoxul pisicii".

Funcția Wave

Când vine vorba de microprocesul particulelor elementare, conceptele inerente macroscilor pierd greutate: masa, volumul, viteza, mărimea. Și probabilitățile vin în propriile lor. Obiecte de această dimensiune sunt imposibile pentru o persoană de a repara - numai metodele mediate de studiu sunt accesibile oamenilor. De exemplu, benzi de lumină pe un ecran sensibil sau pe un film, numărul de clicuri, grosimea filmului fiind pulverizată. Tot restul este domeniul calculelor.

Teoria lui Schrödinger se bazează pe ecuațiile pe care le-a derivat acest om de știință. Și componenta lor integrată este funcția de undă. Descrie în mod unic proprietățile tipice și cuantice ale particulelor investigate. Se crede că funcția de undă arată starea, de exemplu, a unui electron. Cu toate acestea, ea însăși, contrar ideilor autorului ei, nu are nici un înțeles fizic. Este doar un instrument matematic la îndemână. Deoarece în această lucrare prezentăm teoria Schrödinger cu cuvinte simple, spunem că pătratul funcției de undă descrie probabilitatea găsirii unui sistem într-o stare predeterminată.

Cat ca un exemplu de macroobiect

Cu această interpretare, numită Copenhaga, autorul însuși nu a fost de acord până la sfârșitul vieții sale. El a fost distras de neclaritatea conceptului de probabilitate și a insistat asupra vizibilității funcției însăși, nu a pieței ei.

Ca un exemplu de eșec al acestor reprezentări, el a susținut că, în acest caz, microcosmos ar afecta macro-obiecte. teorie pisica Schrodinger Se citește după cum urmează: în cazul în care într-o cutie sigilată pentru a plasa un organism viu (de exemplu, pisică) și o capsulă cu gaz de otravă, care se deschide atunci când un element radioactiv se dezintegrează, și rămâne închis, în cazul în care nu se produce defalcarea, înainte de deschiderea cutiei vom obține paradoxul. Conform conceptelor cuantice, atomul unui element radioactiv cu o anumită probabilitate într-o anumită perioadă de timp se va destrăma. Astfel, înainte de detectarea experimentală, atomul este atât integrat, cât și intact. Și, conform teoriei lui Schroedinger, pentru aceeași pondere de probabilitate, pisica este simultan moartă, dar altfel este în viață. Asta, va fi de acord, este absurd, pentru că a deschis cutia, vom găsi o singură stare a animalului. Și, într-un recipient închis, lângă capsula de moarte, pisica mort sau viu, ca acești indicatori sunt discrete și nu implică variante intermediare.

Acest fenomen are o explicație concretă, dar nu și pe deplin dovedită: în absența unor condiții limită de timp pentru determinarea stării specifice a unei pisici ipotetice, acest experiment este, fără îndoială, paradoxal. Cu toate acestea, regulile cuantice-mecanice nu pot fi utilizate pentru macro-obiecte. Tocmai de a trasa o limită între microcosmos și obișnuit nu sa întâmplat încă. Cu toate acestea, un animal de mărimea unei pisici, fără îndoială, este un obiect macro.

Aplicarea mecanicii cuantice

În ceea ce privește orice fenomen, chiar teoretic, apare întrebarea cu privire la ceea ce poate fi utilă pisica Schrodinger. Teoria Big Bang, de exemplu, se bazează tocmai pe procesele care se referă la acest experiment de gândire. Tot ceea ce se referă la viteze foarte mari, structura super-mică a materiei, studiul universului ca atare, este explicat, printre altele, prin mecanica cuantică.