Schrödingerova teorie: popis, rysy, experimenty a aplikace

Článek popisuje Schrödingerovu teorii. Přináší se přínos tohoto velkého vědce k moderní vědě a popisuje se myšlenkový experiment o kočce, kterou vynalezl. Stručně řečeno, rozsah tohoto druhu znalostí je nastíněn.

Erwin Schrödinger

Známá kočka, která není ani živá ani mrtvá, je nyní používána všude. O jeho filmech se dělají, na jeho čest se nazývají komunity o fyzice a zvířatech, existuje i taková značka oblečení. Ale nejčastěji lidé znamenají paradox s nešťastnou kočkou. Ale o svém tvůrci, Erwin Schrödinger, zpravidla zapomínají. Narodil se ve Vídni, který byl pak součástí Rakousko-Uherska. Byl to potomstvo velmi dobře vzdělané rodiny. Jeho otec, Rudolph, vyráběl linoleum a investoval peníze, včetně vědy. Jeho matka byla dcera chemiků a Erwin často chodil poslouchat akademické přednášky svého dědečka.

Vzhledem k tomu, že jedna z babiček vědce byla Angličanka, od dětství se zajímala o cizí jazyky a dokonale zvládla angličtinu. Není divu, že Schrödinger byl nejlépe ve třídě každý rok, a na univerzitě položil těžké otázky. Věda z počátku dvacátého století již odhalila nesrovnalosti mezi více pochopitelnou klasickou fyzikou a chováním částic mikro- a nanoworld. Erwin Schrödinger se vzdal všech sil, aby vyřešil protiklady.

Příspěvek k vědě

Za prvé stojí za to říci, že tento fyzik se zabýval mnoha vědními obory. Nicméně, když říkáme "Schrodingerovu teorii", nemáme na mysli matematický strukturovaný popis barvy, kterou vytvořil, ale příspěvek k kvantové mechanice. V těchto dnech technologie, experimenty a teorie šly ruku v ruce. Rozvinutá fotografie, první spektra byly zaznamenány, byl objeven fenomén radioaktivity. Vědci, kteří získali výsledky, úzce spolupracovali s teoretiky: souhlasili, vzájemně se doplňovali, argumentovali. Byly vytvořeny nové školy a odvětví vědy. Svět hrál ve velmi odlišných barvách a lidstvo dostalo nové hádanky. Přes složitost matematického aparátu je možné popsat, co Schrödingerova teorie je v běžném jazyce.

Kvantový svět - je to snadné!

Nyní je dobře známo, že rozsah vyšetřovaných předmětů přímo ovlivňuje výsledky. Objekty viditelné pro oči dodržují pojmy klasické fyziky. Schrödingerova teorie je použitelná pro těla o rozměrech sto sto nanometrů a méně. A nejčastěji se jedná o jednotlivé atomy a menší částice. Každý prvek mikrosystému má tedy současně vlastnosti obou částic a vln (dualismus korpuskulárních vln). Od hmotného světa po elektrony, protony, neutrony atd. Dochází k hromadě a sdružené setrvačnosti, rychlosti, zrychlení. Z teoretické vlny - takové parametry jako frekvence a rezonance. Abychom pochopili, jak to je možné současně a proč jsou navzájem neoddělitelné, vědci potřebují obecně přehodnotit celý koncept struktury látek.

Schrödingerova teorie předpokládá, že matematicky jsou tyto dvě vlastnosti propojeny určitým konstruktem nazývaným vlnová funkce. Najít matematický popis tohoto konceptu přinesl Schroedingerovi Nobelovu cenu. Nicméně, fyzikální význam, který se připisuje k němu autorem neshodují s názory Bohr, Heisenberg Sommerfeld, a Einstein, který založil tzv Kodaň výklad. Z tohoto důvodu vznikl "kočičí paradox".

Funkce vlny

Pokud jde o mikrosvět elementárních částic, koncepty vlastní makro váhy ztrácejí váhu: hmotnost, objem, rychlost, velikost. A pravděpodobnosti přicházejí do jejich vlastních. Objekty této velikosti nejsou pro člověka možné opravit - lidé zpřístupněni zprostředkovávají pouze studium. Například proužky světla na citlivé obrazovce nebo na fólii, počet kliknutí a tloušťka filmu postříkána. Vše ostatní je oblast výpočtů.

Schrödingerova teorie je založena na rovnicích, které tento vědec odvozoval. A jejich integrální součástí je vlnová funkce. Jednoznačně popisuje typ a kvantové vlastnosti vyšetřované částice. Předpokládá se, že vlnová funkce zobrazuje stav například elektronu. Nicméně, ona sama, na rozdíl od myšlenek jejího autora, nemá žádný fyzický význam. Je to jen praktický matematický nástroj. Protože v tomto příspěvku předkládáme Schrödingerovu teorii jednoduchými slovy, říkáme, že čtverec funkce vlny popisuje pravděpodobnost nalezení systému v předem stanoveném stavu.

Kočka jako příklad makroobjektu

S touto interpretací, která se nazývá Kodaň, sám autor nesouhlasil až do konce svého života. Byl rozptýlen rozostřením pojmu pravděpodobnosti a trvá na tom, že vidí funkci samotnou, nikoliv svůj náměstí.

Jako příklad nekonzistence takových reprezentací argumentoval, že v tomto případě mikrokosmos ovlivní makroobjekty. Teorie kočka Schrodingerová To zní takto: Je-li v zapečetěné krabici umístit živý organismus (například cat) a kapsli s jedovatým plynem, který se otevře, když radioaktivní prvek se rozkládá, a zůstává uzavřen, pokud nedojde k rozdělení, před otevřením krabici dostaneme paradox. Podle kvantových konceptů se atom radioaktivního prvku s určitou pravděpodobností po určitou dobu rozpadne. Takže před experimentální detekcí je atom integrální a neporušený. A podle Schroedingerovy teorie je stejná pravděpodobnost, že kočka je současně mrtvá, ale jinak živá. To, že souhlasíte, je absurdní, protože po otevření krabice najdeme pouze jeden stav zvířete. A v uzavřené nádobě, v těsné blízkosti smrtící kapsle, kočka mrtvý nebo živý, protože tyto ukazatele jsou diskrétní a nezahrnují průběžné varianty.

Tento jev má konkrétní, avšak zatím zcela nezjistitelné vysvětlení: při neexistenci časově omezujících podmínek pro určení specifického stavu hypotetické kočky je tento experiment nepochybně paradoxní. Pro makroobjekty však nelze použít kvantově-mechanická pravidla. Přesně vykreslovat hranice mezi mikrokosmem a obyčejným se ještě nestalo. Přesto je zvíře velikosti kočky bezpochyby makroobjem.

Aplikace kvantové mechaniky

Pokud jde o jakýkoli, dokonce i teoretický fenomén, vzniká otázka, co může být kočka Schrodinger užitečná. Teorie velkého třesku například vychází právě z procesů, které se týkají tohoto myšlenkového experimentu. Všechno, co se týká ultra vysokých rychlostí, superměnné struktury hmoty, studia vesmíru jako takového, je mimo jiné vysvětleno kvantovou mechanií.