Chi è il gatto di Schrodinger? Lo spieghiamo per i gatti

Per la maggior parte di noi, dite le parole "teoria quantistica" o "fisica" e immediatamente i nostri occhi si velano o i nostri cervelli si sintonizzano. La teoria quantistica è un campo di studio che esamina le particelle più piccole che compongono il nostro universo: come si comportano e come possono essere misurate. È ancora un campo relativamente nuovo, essendo iniziato solo sul serio intorno all`inizio del 20 ° secolo. Perché questo è interessante per noi? Perché, come tutti sappiamo che i gatti governano Internet, come risulta, anche i gatti governano l`intelletto.

Dato che il fisico austriaco Erwin Schrödinger pubblicò il suo esperimento mentale nel 1935, il gatto di Schrodinger è diventato uno dei concetti più famosi e centrali della fisica. Probabilmente le persone che non conoscono la prima cosa sulla matematica o sulla scienza hanno sentito parlare del gatto di Schròdinger, proprio come l`equivalenza di massa ed energia di Albert Einstein, E = mc2.

Qual è il gatto di Schrodinger? Al suo livello più fondamentale e fondamentale, descrive il seguente paradosso: c`è un gatto completamente ipotetico in una scatola - in ogni dato momento, è possibile che il gatto sia vivo e morto allo stesso tempo?

Il gatto di Schrodinger per i gatti

Prima di immergerci nell`effettivo esperimento mentale e tentare di fare qualche meccanica quantistica per i manichini - o meglio, per un pubblico generale - proviamo a spiegare in che modo qualsiasi proprietario di un gatto possa identificarsi. Diciamo che hai un gatto particolarmente malizioso che ha la reputazione di buttare via le cose dal bancone della tua cucina. Sei rimasto a letto troppo a lungo stamattina e hai dovuto correre fuori di casa per andare al lavoro. Una volta arrivato in ufficio, ti viene in mente che, dopo aver buttato giù un bicchiere di succo, l`hai lasciato sul bancone. La tua mente è piena di misure uguali di panico e rassegnazione.

Puoi sperare che il tuo gatto non butti giù il bicchiere dal bancone, ma ammettiamolo, è solo una questione di tempo prima che la nave catturi l`occhio del gatto, tenta quelle zampe giocose, e si frantuma in tutto il pavimento della cucina. Ci pensi e ti preoccupi per tutto il giorno. A volte, immaginate che il vetro abbia eluso la nota del gatto - altre volte, siete certi che il vetro è stato rotto entro mezz`ora dal vostro lasciare la casa. Il fatto è che non saprai in alcun modo fino a quando non torni a casa, finché non sei lì a spazzare i frammenti di vetro.

Questo è fondamentalmente il problema posto dall`esperimento mentale di Schròdinger. Sai che il tuo gatto è un idiota, ma non sai quando il gatto sta andando recitare come un coglione Tra un momento e l`altro, in qualsiasi momento, puoi immaginare il vetro sul bancone come intero e spezzato.

Le origini del paradosso dei gatti di Schròdinger

Una delle teorie prevalenti della meccanica quantistica è l`interpretazione di Copenaghen. Sviluppato negli anni `20, questa linea di pensiero afferma che è possibile che le particelle subatomiche in un sistema chiuso esistano simultaneamente in diversi stati possibili - un fenomeno noto come "sovrapposizione" - e che una risposta stabile o definitiva sia possibile solo quando la cosa è osservato o misurato.

L`esperimento mentale di Erwin Schrodinger è stato ideato per mettere in discussione questa nozione, o almeno per sottolineare i suoi difetti. Atomi e fotoni sono imprevedibili, certo, ma se ci fosse un elemento più sostanziale nel gioco, ad esempio, un gatto?

L`esperimento mentale

Il setup mette in gioco cinque cose, nel corso di un`ora, all`interno di una scatola d`acciaio sigillata. C`è un gatto, una porzione di materiale radioattivo, un contatore Geiger, un martello e un contenitore di cianuro, un composto mortale. Il contatore Geiger è predisposto per registrare qualsiasi decadimento o rilascio di energia del materiale radioattivo. Quando il contatore riceve una lettura, il martello cade, rompe il contenitore e uccide il gatto.

L`unico elemento che può influire sul cambiamento è lo stato di decadimento del materiale radioattivo. La natura del problema per i fisici è che il decadimento è casuale e difficile da prevedere. Secondo la comprensione contemporanea, poiché la quantità di materiale radioattivo è così piccola, passa un`ora, durante la quale il dispositivo potrebbe essere attivato in qualsiasi momento. Mentre la scatola rimane sigillata, nessuno può sapere in modo definitivo se il materiale è decaduto o meno.

Poiché lo stato del materiale radioattivo è così imprevedibile, si può presumere che sia in entrambi gli stati - intero e decaduto - in una sola volta. Secondo l`interpretazione di Copenaghen, se le particelle quantistiche possono essere ipoteticamente in due stati contemporaneamente, il gatto deve anche essere vivo e morto finché non viene osservato.

Questo non è ciò che Schrodinger credeva, naturalmente. La sua intenzione di delineare questo esperimento mentale era che, mentre la natura delle particelle subatomiche è apparentemente casuale, un gatto non è una particella subatomica. Un gatto deve essere vivo o morto - non può essere contemporaneamente.

Nessun gatto viene danneggiato in esperimenti mentali

Nella scienza, ci sono differenze sostanziali tra teorie e interpretazioni, come l`interpretazione di Copenaghen su cui Schrodinger stava facendo buchi. Le teorie sono cose che possono essere testate e provate con un certo grado di certezza. Poiché la meccanica quantistica è così imprevedibile e così nuova negli anni `30, le migliori informazioni disponibili erano ipotesi e previsioni, non esperimenti osservabili e testabili.

Per quanto riguarda l`esperimento mentale di Schròdinger, è solo questo, un esperimento di pensiero. Lo scopo di un esperimento mentale è di pensare e considerare un problema difficile e fornire una serie di argomenti e interpretazioni potenziali. Nessun gatto è mai stato sottomesso al ridicolo scenario descritto da Schròdinger, né aveva mai inteso che un tale sistema fosse costruito.

È allarmante persino immaginare di mettere un gatto in una situazione che assomiglia a una delle torture bizantine del Sega franchise di film horror, e questo è esattamente il punto. Per la mente di Schròdinger, era altrettanto ugualmente inverosimile che le particelle subatomiche potessero esistere in due stati poiché affermava che un gatto è contemporaneamente vivo e morto.

L`eredità del gatto di Schrodinger

Se un albero cade nei boschi e nessuno è lì per sentirlo, fa un suono? Questa è una domanda che è familiare a quasi tutti. Gli esperimenti di pensiero durano perché ci sfidano a immaginare possibilità estreme. Il gatto di Schrodinger può essere visto come un`estensione della domanda dell`albero. Ciascuno presume che un evento si verifica solo perché c`è una persona lì per osservarla o testimoniarla.

Come il nostro precedente esperimento di pensiero con il gatto e il vetro sul bancone della cucina, sia la domanda sugli alberi sia il gatto di Schròdinger illustrano entrambi i limiti di quanto lontano ci può portare il solo pensiero. Fortunatamente, la scienza e la filosofia non sono le uniche strade per esplorare i confini della conoscenza umana, o felina.

Una volta che il paradosso dei gatti di Schrodinger è entrato nell`immaginario popolare, i narratori hanno iniziato a prendere le idee di base e ad affrontare i problemi come quelli letterari. Da Douglas Adams Dirk Gently`s Holistic Detective Agency a Neil Gaiman`s Dei americani, la finzione ha usato il gatto di Schrodinger come punto di partenza. È stato referenziato e rappresentato attraverso l`intera gamma di attività creative, dall`arte ai fumetti ai videogiochi.