Erwinas Schrödingeris ir Šriodingerio katės minties eksperimentas

Nobelio premijos laureatas fizikas, formavęs kvantinę mechaniką

YingHuiTay / Getty Images

Erwinas Rudolfas Josefas Alexanderis Schrödingeris (g. 1887 m. rugpjūčio 12 d. Vienoje, Austrijoje) buvo fizikas, atlikęs novatorišką darbą Kvantinė mechanika , laukas, tiriantis, kaip energija ir materija elgiasi labai mažomis ilgio skalėmis. 1926 m. Schrödingeris sukūrė lygtį, kuri numatė, kurioje atomo vietoje bus elektronas. 1933 metais gavo a Nobelio premija už šį darbą kartu su fiziku Paulius Dirakas .

Greiti faktai: Erwinas Schrödingeris

Pilnas vardas:Ervinas Rudolfas Josefas Aleksandras SchrödingerisŽinomas dėl:Fizikas, sukūręs Šriodingerio lygtį, kuri reiškė didelį kvantinės mechanikos žingsnį. Taip pat sukūrė minties eksperimentą, žinomą kaip Schrödingerio katė.Gimė:1887 m. rugpjūčio 12 d. Vienoje, AustrijojeMirė:1961 metų sausio 4 dieną Vienoje, AustrijojeTėvai:Rudolfas ir Georgine SchrödingerSutuoktinis:Annemarie BertelVaikas: Ruth Georgie Erica (g. 1934 m.)Išsilavinimas: Vienos universitetasApdovanojimai: su kvantų teoretiku Paulu A.M. Diracas 1933 metais apdovanotas Nobelio fizikos premija.Publikacijos: Kas yra gyvenimas? (1944 m.), Gamta ir graikai (1954) ir Mano žvilgsnis į pasaulį (1961).

Schrödingeris gali būti labiau žinomas dėl to Šriodingerio katė 1935 m. jis sukūrė minties eksperimentą, norėdamas iliustruoti problemas, susijusias su bendru kvantinės mechanikos aiškinimu.

Ankstyvieji metai ir išsilavinimas

Schrödingeris buvo vienintelis Rudolfo Schrödingerio – linoleumo ir aliejinių audinių fabriko darbuotojo, paveldėjusio verslą iš savo tėvo – ir Rudolfo chemijos profesoriaus dukters Georginos vaikas. Schrödingerio auklėjimas pabrėžė kultūrinį dėkingumą ir pažangą tiek moksle, tiek mene.

Šriodingeris namuose mokėsi auklėtojos ir tėvo. Būdamas 11 metų jis įstojo į Vienos Akademische gimnaziją – mokyklą, kurioje daugiausia dėmesio skiriama klasikiniam fizikos ir matematikos mokymui. Ten jam patiko mokytis klasikinių kalbų, užsienio poezijos, fizikos ir matematikos, bet nemėgo įsiminti to, ką jis vadino atsitiktinėmis datomis ir faktais.

Schrödingeris tęsė studijas Vienos universitete, į kurį įstojo 1906 m. 1910 m. jis įgijo fizikos mokslų daktaro laipsnį, vadovaujamas Friedricho Hasenöhrlio, kurį Schrödingeris laikė vienu didžiausių savo intelektualinių įtakų. Hasenöhrl buvo fiziko Ludwigo Boltzmanno, žinomo mokslininko, žinomo dėl savo darbų statistinė mechanika .

Po to, kai Schrödingeris gavo daktaro laipsnį, jis dirbo Franzo Exnerio, kito Boltzmanno studento, asistentu, kol buvo pašauktas 2010 m.Pirmasis Pasaulinis Karas.

Karjeros pradžia

1920 m. Schrödingeris vedė Annemarie Bertel ir persikėlė su ja į Jeną, Vokietiją, dirbti fiziko Maxo Wieno padėjėju. Iš ten per trumpą laiką jis tapo daugelio universitetų dėstytoju, pirmiausia jaunesniuoju profesoriumi Štutgarte, vėliau – tikruoju profesoriumi Breslau, o vėliau 1921 m. įstojo į Ciuricho universitetą profesoriumi. Ciurichas buvo vieni svarbiausių jo profesinėje karjeroje.

Ciuricho universitete Schrödingeris sukūrė teoriją, kuri žymiai pagerino kvantinės fizikos supratimą. Jis paskelbė keletą straipsnių apie bangų mechaniką – maždaug po vieną per mėnesį. Visų pirma pirmasis dokumentas, Kvantifikavimas kaip savosios reikšmės problema “, pristatė tai, kas bus žinoma kaip Šriodingerio lygtis , dabar yra pagrindinė kvantinės mechanikos dalis. Schrödingeris už šį atradimą buvo apdovanotas Nobelio premija 1933 m.

Schrödingerio lygtis

Schrödingerio lygtis matematiškai apibūdino kvantinės mechanikos valdomų sistemų „banginį“ pobūdį. Šia lygtimi Schrödingeris suteikė galimybę ne tik ištirti šių sistemų elgesį, bet ir numatyti, kaip jos elgiasi. Nors iš pradžių buvo daug diskusijų apie tai, ką reiškė Schrödingerio lygtis, galiausiai mokslininkai ją interpretavo kaip tikimybę rasti elektroną kažkur erdvėje.

Šriodingerio katė

Schrödingeris suformulavo šį minties eksperimentą atsakydamas į Kopenhagos interpretacija kvantinės mechanikos, kuri teigia, kad kvantinės mechanikos aprašyta dalelė egzistuoja visose įmanomose būsenose vienu metu, kol ji yra stebima ir priversta pasirinkti vieną būseną. Štai pavyzdys: apsvarstykite lemputę, kuri gali užsidegti raudonai arba žaliai. Kai nežiūrime į šviesą, manome, kad ji yra raudona ir žalias. Tačiau kai žiūrime į ją, šviesa turi būti raudona arba žalia, o tokią spalvą ir matome.

Schrödingeris nesutiko su tokiu aiškinimu. Jis sukūrė kitokį minties eksperimentą, pavadintą „Schrödinger's Cat“, norėdamas parodyti savo susirūpinimą. Šriodingerio katės eksperimente katė įdedama į sandarią dėžę su radioaktyvia medžiaga ir nuodingomis dujomis. Jei radioaktyvioji medžiaga suirtų, ji išleistų dujas ir užmuštų katę. Jei ne, katė būtų gyva.

Kadangi mes nežinome, ar katė gyva, ar mirusi, tai laikoma tiek gyvas ir miręs, kol kas nors atidarys dėžutę ir pats pamatys, kokia yra katės būklė. Taigi, tiesiog pažvelgęs į dėžutę, kažkas stebuklingai padarė katę gyvą arba mirusią, nors tai neįmanoma.

Įtaka Schrödingerio kūrybai

Schrödingeris nepaliko daug informacijos apie mokslininkus ir teorijas, kurios turėjo įtakos jo darbui. Tačiau istorikai sujungė kai kurias iš šių įtakų, įskaitant:

• Louis de Broglie fizikas pristatė sąvoką reikalas bangos.' Schrödingeris perskaitė de Broglie disertaciją ir jo parašytą išnašąAlbertas Einšteinas, kuris teigiamai kalbėjo apie de Broglie kūrybą. Schrödingeris taip pat buvo paprašytas aptarti de Broglie darbą seminare, kurį surengė ir Ciuricho universitetas, ir kitas universitetas ETH Ciurich.
• Boltzmannas. Schrödingeris laikė Boltzmanno statistinį požiūrį į fiziką savo pirmąja meile moksle, o didžioji jo mokslinio išsilavinimo dalis sekė Boltzmanno tradicijomis.
• Ankstesnis Schrödingerio darbas apie dujų kvantinę teoriją, kuriame buvo tiriamos dujos iš kvantinės mechanikos perspektyvos. Viename iš savo darbų apie dujų kvantinę teoriją „Einšteino dujų teorija“ Schrödingeris pritaikė de Broglie teoriją apie materijos bangas, kad padėtų paaiškinti dujų elgseną.

Vėlesnė karjera ir mirtis

1933 m., tais pačiais metais, kai laimėjo Nobelio premiją, Schrödingeris atsistatydino iš profesūros Berlyno universitete, į kurį įstojo 1927 m., reaguodamas į nacių užgrobimą Vokietijoje ir žydų mokslininkų atleidimą. Vėliau persikėlė į Angliją, o vėliau į Austriją. Tačiau 1938 m. Hitleris įsiveržė į Austriją, priversdamas Schrödingerį, dabar jau nusistovėjusį antinacistinį vaidmenį, bėgti į Romą.

1939 m. Schrödingeris persikėlė į Dubliną, Airiją, kur liko iki grįžimo į Vieną 1956 m. Schrödingeris mirė nuo tuberkuliozės 1961 m. sausio 4 d. Vienoje, mieste, kuriame jis gimė. Jam buvo 73 metai.

Šaltiniai

• žvejys e Mes visi esame vienos būtybės aspektai: Erwino Schrödingerio įvadas. Esu niekas , 1984; 51 (3): 809-835.
• Heitleris W. Erwinas Schrödingeris, 1887–1961 m. Biogr Mem Fellows Royal Soc , 1961; 7 : 221-228.
• Meistrai B. Erwino Schrödingerio kelias į bangų mechaniką. Opt Photonics naujienos , 2014 m.; 25 (2): 32-39.
• Moore'as W. Schrödingeris: gyvenimas ir mintis. Cambridge University Press; 1989 m.
• Schrödingeris: Polimato šimtmečio šventė. Red. Clive'as Kilmisteris, Kembridžo universiteto leidykla; 1987 m.
• Schrödingeris E. Kvantifikavimas kaip savosios reikšmės problema, pirmoji komunikacija. Ann. Fizik. , 1926; 79 : 361-376.
• Teresi D. Vienišas kvantinės mechanikos reindžeris. „New York Times“ svetainė. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html . 1990 m.