Kato de Schrödinger

La kato de Schrödinger  estas nomo de pensa eksperimento kaj por klasika paradokso de fiziko. Erwin Schrödinger prezentis ĝin por atentigi la fizikistojn pri la graveco de kelkaj implicoj de kvantummekaniko.

Laŭ kvantummekaniko, kies rezultoj estas nun multfoje eksperimente certigitaj, la stato de elementaj partikloj estas ne diskreta kaj absolute ekzistanta, sed kontinue distribuita laŭ probablo. Nur dum observado (mezurado) okazas kunfalo de la probableca funkcio, kaj unu distingebla valoro rezultas. Kio estas "observo", pri tio disputas fizikistoj. Iuj asertas, ke necesas observado de konscia estaĵo, aliaj, ke la kunfalo estas des pli klara, ju pli granda estas la kvanto de la koncernataj atomoj. Ĉar konscia estaĵo havas grandegan kvanton da (organizitaj) molekuloj, evidentas, ke ĝia observado havus enorman efikon.

Tio estis la enhavo de la interpreto de Kopenhago, kvazaŭ-oficiala provo kompreni la kvantuman mekanikon en la tempo de Schrödinger.

 La baza ideo 
Por konsciigi siajn kolegojn pri la sekvoj de abstraktaj konsideroj Schrödinger (kiu tre ŝatis katojn) elpensis (mensan) eksperimenton pri kato. Ĝin oni aranĝas jene:

eta|La kato de Schrödinger
En kesto fermita troviĝas
 kato
 ampolo kun venena gaso
 specimeno da radioaktiva substanco
 mezurilo de ties radioaktiveco
 martelo, kiu rompas la ampolon, kiam okazas radioaktiva malkomponiĝo

Oni instalu la aparataron tiel, ke post horo la probablo de malkomponiĝo estas 0,5. Post tiu horo la probablo, ke la kato mortis (pro la venena gaso), estas do 50 %. Se fizikisto post tiu horo malfermas la keston, li povas konstati, ĉu la kato mortis aŭ ne. (Ni supozu, ke li spiras tra masko por ne mem morti.)

Sed kia estas la stato antaŭ la malfermo de la kesto? Ĉu la kato estas morta? Ne certas, ĉar alie la fizikisto ne havus 50-%-an ŝancon trovi ĝin viva. Ĉu ĝi estas viva? Ne certas, ĉar alie la fizikisto ne havus 50-%-an ŝancon trovi ĝin morta. Se oni kredas al la kvantuma fiziko (en ties interpreto de Kopenhago), la kato estas en stato disigita inter tiuj du ebloj, same kiel la radioaktiva specimeno.

Tio kontraŭas la "sanan racion" de homo; do la kata eksperimento estas indiko, ke la (makroskala) sana racio ne taŭgas por la kvantuma fiziko. La mensa eksperimento indikas, ke necesas klare distingi inter pure matematika interpreto de leĝoj (foje nomata "sintakso") kaj provoj bildigi ĝin al imagoj de homa menso ("semantiko").

 Klarigoj 
 Interpreto de Kopenhago 
380px

Disigon de la sciebla stato en du malsamajn scenejojn kaŭzas unuavide la malkomponiĝo de unuopa radiaktiva partiklo. Tiu disigas sin laŭ la interpreto de Kopenhago pri ne observata malkomponiĝo en superpozicion de stato malkomponiĝinta kaj stato ankoraŭ ne malkomponiĝinta. Pro la interligo kun la mortiga mekanismo tiu dustateco efikas al la atomoj de la veneno kaj fine al la atomoj de la tuta kato. Ekzemple, atomo en la orelo de la kato sub la influo ŝanĝas sian formon al dupinta ondfunkcio, do probableca distribuo kun pinte po duona amplitudo. Ĉi-specaj disigoj estas observeblaj en la Dufenda eksperimento koncerne unuopajn partiklojn. Ĉi-okaze ĉiuj atomoj de la kato konsistigas implikiĝintan superpozicion de vivanta kaj mortinta kato kun po duona probablo por ĉiu el la du statoj (en la diagramo bildigita per du duone travideblaj katoj, unua viva, dua neviva.

Nur okaze de la ekrigardo, ĉu la kato ankoraŭ vivas, ekestas interefiko kun la ekstera mondo kaj tiel ĉeloka observado estiĝas, kiu nun kvazaŭ devigas la superpozicion elekti aŭ unu eblon aŭ la alian. Ĉe tio tiu ĉi necerteca stato ĉesas kaj iĝas unu el du eblaj statoj certaj, alivorte la ondfunkcio kolapsas.

 Interpreto laŭ la plurmonda tezo 
350px

Alia klopodo pri klarigo supozas, ke ekde la superpozicio ekzistas du statoj samtempe — nome en malsamaj mondoj. La unua mondo plu ekzistas kun kato vivanta, la dua mondo plu ekzistas kun kato mortinta. La du universoj estas egalaj, krom la situacio de la kato, sed ili ne kapablas iel ajn reciproke interagi. Aliflanke, ambaŭ mondoj havas komunan historion ĝis la tempopunkto de sia disiĝo.

 Vidu ankaŭ 
 Kvantuma mekaniko
 Ondfunkcio

Kategorio:Pensaj eksperimentoj
Kategorio:Fiziko
Kategorio:Paradoksoj
Schrodinger