gato de Schrodinger
O problema é ele mesmo.| A poesia da realidade Ciência |
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| Devemos saber. Nós saberemos. |
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| Uma vista do ombros de gigantes. |
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| Para ser justo, senhor, o que há para o gato? |
| —Dave Lister,Anão vermelho |
Schrödinger bode gato é umexperimento de pensamentoconcebido pelo físico teórico Erwin Schrödinger, envolvendo umgatoe mecânica quântica . Qualquer experimento mental que tenha um tocar tem que ser legal. Embora seja uma ideia interessante e legal, temos que apontar que este experimento mental foi proposto por Schrödinger para mostrar o quão ridículo é aplicar conceitos de mecânica quântica - especificamente o Interpretação de Copenhagen o que permite toda a ideia 'são os dois ao mesmo tempo' - para objetos macroscópicos.
Conteúdo
O experimento
Agora meu gato sempre fica um pouco nervoso quando leio sobre física quântica.Imagine um gato em um caixa que não podemos ver dentro , ou como o próprio Erwin disse, 'encerrado em uma câmara de aço com um dispositivo diabólico'.
Na caixa com o gato está um frasco selado de veneno e um mecanismo que irá quebrar o frasco - matando assim o gato - se uma emissão de decomposição nuclear doradioativoamostra é detectada. A amostra nuclear, neste caso, presume-se que atue como um único átomo, então, ao invés de emitir constantemente, ela emitiria uma vez,aleatoriamentecom base em sua constante de decaimento.
O experimento é executado exatamente para a meia-vida da amostra radioativa, ou seja, há uma chance igual de haver uma emissão ou não. Embora isso não seja estritamente necessário, com o passar do tempo, aumenta a probabilidade de que tenha ocorrido decomposição e o gato esteja morto. Até que o evento seja 'observado', ninguém sabe qual é o caso (de alguma forma, o gato não conta, veja abaixo).
Uma vez que a decadência nuclear é um evento quântico e pode existir como uma superposição de dois estados quânticos, de acordo com a Interpretação de Copenhagen, o gato também pode ser considerado uma superposição de dois estados - vivo e morto . Estas são duas condições que geralmente pensamos como mutuamente exclusivas, mas por causa da natureza da mecânica quântica (e especificamente a aplicação da Interpretação de Copenhagen) os dois estados estão ligados, sendo uma espécie deAmbasenenhumao mesmo tempo. Usando jargão quântico, o destino do gato éenredadocom o processo de decadência. Até abrirmos a caixa eobservarresultado, não temos como saber em qual desses dois estados o gato se encontra. O que ocorre exatamente quando a caixa é finalmente aberta, observamos que o gato é objeto de muita especulação, mas o Universo passa de um estado de incerteza para um que contém apenas a forma de onda observada; o morto ou gato vivo. Se o outro é possível forma de onda colapsada a universo dividido com cada cópia contendo uma forma de onda potencial , é o ponto principal do debate em torno deste experimento. Sim. Esquisito.
Problemas com a experiência
Eu estou em sua caixa, recolhendo seu wavfunctshun!Este experimento mental serve para mostrar como estados superposicionais quânticos geralmente não observáveis podem ser 'extrapolados' para fenômenos observáveis em grande escala, embora muitos físicos ainda tenham problemas com os detalhes exatos. É melhor não levar o experimento literalmente e pelo valor de face, pois isso pode levar a alguns equívocos extremos sobre a mecânica quântica. Na melhor das hipóteses, a sobreposição pode representar nossa incerteza e nossa falta de conhecimento sobre o estado do gato. Então o 'mortoea interpretação viva é verdadeira apenas em um nível metafísico e probabilístico - confundi-la com uma realidade física para o gato é uma questão totalmente diferente.
Na maioria das interpretações da mecânica quântica, não há nada de especial nos olhos humanos que faça o Universo querer entrar em colapso e decidir o que será uma função de onda! De acordo com algumas interpretações, se rastrearmos o experimento, rapidamente descobriremos que o gatoem sié perfeitamente capaz de observar se está morto ou não. Da mesma forma, o contador Geiger ou qualquer outro componente do dispositivo também atuaria como um observador adequado para o fenômeno em questão, sob essas interpretações. Se o experimento foi interpretado literalmente, e o gato estava vivo e morto ao mesmo tempo, então o experimento pode ser expandido um pouco. Suponha que o físico que realiza o experimento esteja dentro de um laboratório fechado e seu colega esteja do lado de fora no momento em que a caixa foi aberta. Do ponto de vista do colega, um de dois eventos pode ocorrer: o físico pode abrir a caixa para encontrar um gato morto, ou o físico pode abrir a caixa para encontrar um gato vivo. Até que a porta seja aberta, uma interpretação literal do gato de Schrödinger sugere que os dois eventos ocorridos estão coexistindo em uma sobreposição até que o colega abra a porta e a função de onda entre em colapso. Novamente, da perspectiva de alguém no corredor, dois eventos ocorreram; o colega encontrou alguém segurando um gato seriamente aborrecido ou tentou esconder a evidência dos donos do gato e do comitê de ética. Essencialmente, este é o gato de Schrödinger dentro de uma caixa, dentro de uma caixa, dentro de uma caixa e a corrente pode continuar até atingirmos a questão; o que está fora de todas essas caixas causando o colapso da função de onda? Isso por si só deveria fazer as pessoas pararem antes de interpretar o experimento mental de maneira muito literal. No entanto, omuitos mundosA interpretação diz que, de fato, as cópias do gato estão vivas em alguns mundos e mortas em outros. Se alguém 'observa' o estado do gato, isso simplesmente coloca essa pessoa em mundos diferentes também, algumas cópias do observador encontram um gato vivo enquanto outras encontram um gato morto.
Praticamente falando, seria impossível enredar um sistema deste tamanho, embora haja debate se isso é teoricamente possível. O mundo da computação quântica requer que os átomos sejam emaranhados para que todos se tornem parte de uma superposição massiva de estados. Existe um grande obstáculo em isolar esses átomos de qualquer forma de observação, incluindo átomos vizinhos, o que destruiria a superposição e o emaranhamento.
As leis que governam o mundo em escala quântica e fenômenos como superposições são geralmente necessários apenas para compreender o mundo microscópico de átomos individuais e partículas fundamentais. A própria superposição é uma qualidade que as ondas matemáticas possuem, e o conceito conforme entendido por pessoas que entendem a teoria quântica não se aplica bem a uma visão clássica das coisas. Quando milhões ou bilhões dessas partículas se combinam para formar um objeto macroscópico, os fenômenos quânticos essencialmente desaparecem, pois essencialmente todos eles estão se observando e continuamente colapsando as funções de onda uns dos outros. Em uma versão real do experimento, ficamos com nosso cotidiano, senso comum visão do mundo onde um gato está mortoouvivo e nada mais.
Trabalho posterior
Se você levar a loucura quântica muito a sério, pode afirmar que Tony Soprano também está de fato morto e vivo ao mesmo tempo em uma superposição quântica. A menos que a HBO 'abra a caixa', é claro, o que é uma opção bastante difícil com a morte de um membro do elenco.
Em Neil Gaiman'sDeuses americanos, um personagem observa que, se deixado por tempo suficiente, o gato na caixa só pode ser dois tipos de mortos, enquanto Terry Pratchett deSenhores e Senhorasintroduz um terceiro estado possível que se aplica ao personagem gato de Greebo; furioso demais.
Livros
- Robert Anton Wilson escreveu uma trilogia de livros chamadaGato de Schrodinger. Eles estavam muito confusos.
- Em busca do gato de Schrödinger
Cultura popular
Na cultura popular, o pobre gato tem sido muito usado e abusado, desde pessoas usando-o como uma piada até pessoas usando-o como desculpa para se safar de tudo o que gostam em ficção científica .
'The Schrödingerimigrante'Aquele que prega em benefícios enquanto simultaneamente rouba seu emprego.
Stephen Hawking disse que está bastante irritado com o uso e abuso do conceito na ficção e woo, a famosa afirmação de que 'quando ouço falar do gato de Schrödinger, pego minha arma'. A arma de Checkov, provavelmente.
