Schrödingeri kass

Schrödingeri kass on mõtteline eksperiment, mis illustreerib superpositsiooniprintsiipi, ehk seda kuidas objekt saab olla korraga mitmes teineteist välistavas olekus. Mõttelises eksperimendis tekitatakse süsteem, kus hüpoteetiline kass on suletud kasti sees korraga nii surnud kui ka elus. Selle mõttelise eksperimendi pakkus välja Austria füüsikateoreetik Erwin Schrödinger 1935. aastal eesmärgiga näidata kvantmehaanika ebatäiuslikkust üleminekul mikromaailmast makromaailma. 

Schrödingeri kassi mõtteline eksperiment seatakse üles järgmiselt.

Terasest kasti asetatakse elus kass ja seade, mis koosneb mürgiga pudelist, haamrist, Geigeri loendurist ja väiksest kogusest radioaktiivsest materjalist. Radioaktiivsest materjali on nii vähe, et tunni aja jooksul laguneb sellest viiekümne protsendise tõenäosusega ainult üks aatom, kuid sama suur on tõenäosus, et mitte üksi aatom ei lagune. Tuuma lagunemisest tekkivat kiirgust tuvastab Geigeri loendur, mis peale kiirguse tuvastamist vabastab haamri, lastes sellel langedes lõhkuda mürki täis pudeli. Ehk kui tuum laguneb sureb kass mürgi tõttu, kuid kui tuum ei lagune jääb mürgi pudel terveks ja kass ellu.

Kui eksperiment on nii üles seatud, suletakse kast, kus on kass ja seade. Peale tunni aja möödumist on sama tõenäoline, et kass on kasti sees elus kui surnud. Sel hetkel võib öelda, et kass ei olegi elus, ega surnud vaid kass on mõlemas olekus korraga ehk superpositsioonis. Kuid kasti avamisel ning selle sisse vaatamisel ei näe vaatleja kassi korraga elus ja surnud, vaid kass on kas elus või surnud. Vaatluse hetkel selle süsteemi lainefunktsioon kollapseerub ehk segatud tõenäosuslikust olekust saab üks kindel olek.

Eksperimendi põhiküsimus on: millal muutub süsteem kahe oleku segust üheks konkreetseks olekuks? Schrödingeri eesmärk oli näidata, et puudub reeglistik, mis ütleks, millal täpselt lainefunktsioon kollapseerub. See probleem on füüsikas tuntud kui mõõtmisprobleem. Erinevad kvantmehaanika interpretatsioonid käsitlevad seda probleemi erinevalt. Kopenhaageni interpretatsiooni kohaselt eksisteerib kass superpositsioonis vaatluse hetkeni, kuid vaatlus ja vaatleja pole väga täpselt defineeritud. Teiseks võrreldamisi populaarseks tõlgenduseks on paljude maailmade interpretatsioon, mille kohaselt lainefunktsioon ei kollapseeru, vaid iga erinev mõõtmistulemus on realiseeritud mingis universumis ehk kass on mingis universumis kasti avamisel elus ning mingis teises universumis surnud. Leidub veel mitmeid interpretatsioone, kuid kõik need on kinnitamata, sest süsteemi pole võimalik vaadelda superpositsioonis ega kollapsi hetkel, seega on tegemist ühe lahendamata probleemiga füüsikas.

Kuigi esialgselt oli mõtteline eksperiment kvantfüüsika puudujääkide esiletõstmiseks suunatud, siis kasutatakse seda nüüd tihti kvantfüüsika õpetamisel, et illustreerida superpositsiooniprintsiipi. Lisaks on Schrödingeri kassi kasutatud palju popkultuuris.

Vaata ka 
 Schrödingeri võrrand
 Maxwelli deemon

Viited 

Mõttelised eksperimendid