Мисаони експеримент познат као Сцхродингерова мачка један је од најпознатијих и погрешно схваћених концепата у квантној механици. Дубоко размишљајући о томе, истраживачи су дошли до спектакуларних увида у физичку стварност.
Ко је смислио Сцхродингерову мачку?
Аустријски физичар Ервин Сцхродингер, који је помогао у проналажењу дисциплине квантне механике, своју мачку глађу први пут је замислио 1935. године као коментар проблема које је изворно поставио луминар Алберт Еинстеин, наводи се у чланку у часопису Куанта.
Развијајући своје ново разумевање субатомске области, већина Еинстеинових и Сцхродингерових колега схватила је да квантни ентитети показују изузетно чудно понашање. Дански физичар Ниелс Бохр залагао се за разумевање да честице попут електрона немају тачно дефинисана својства док нису мерене. Пре тога, честице су постојале у ономе што је познато као суперпозиција стања, са, на пример, 50% шансом да буду оријентисане "горе" и 50% шансе да се оријентишу "доле".
Ајнштајну се посебно није допало ово неодлучно објашњење. Желео је да зна како тачно универзум зна да неко нешто мери. Сцхродингер је истакнуо овај апсурд са својом злогласном концептуалном мачком.
Претпоставимо да се ствара чудна контрацепција, написао је Сцхродингер у раду из 1935. године под називом „Тренутна ситуација у квантној механици“. Апарат се састоји од кутије са запечаћеном бочицом цијанида, изнад које је обешен чекић причвршћен на Гегеров бројач усмерен на мали груд благог радиоактивног уранијума. Унутар кутије се налази и мачкица (и запамтите, ово је мисаони експеримент који никада није изведен).
Кутија је запечаћена, а експеримент се оставља неко одређено време, можда један сат. У том часу, уранијум, чије честице поштују законе квантне механике, има неке шансе да емитује зрачење које ће потом покупити Геигерјев бројач, који ће заузврат пустити чекић и разбити бочицу, убити мачку тровањем цијанидом.
Према људима као што је Бохр, све док се кутија не отвори и статус мачке не „мери“, она ће остати у суперпозицији и живих и умрлих. Људи попут Еинстеина и Сцхродингера су се изборили за такву могућност, која се не уклапа у све што нам уобичајено искуство говори - мачке су или живе или мртве, а не обоје истовремено.
"физикама уантума недостајала је важна компонента, прича о томе како се уклопила са стварима у свету", написао је научни новинар Адам Бецкер у својој књизи "Шта је стварно?" (Основне књиге, 2018). "Како феноменалан број атома, управљан квантном физиком, ствара свет који видимо око нас?"
Да ли је Сцхродингерова мачка стварна?
Сцхродингерова мачка посегнула је за срцем онога што је било бизарно о Бохоровој интерпретацији стварности: недостатку јасне размеђу између квантне и свакодневне области. Иако већина људи мисли да даје пример у подршци честицама које немају јасно дефинисана својства док се не мере, Сцхродингер-ова првотна намера била је управо супротна - показати да је таква идеја бесмислена. Ипак, током многих деценија, физичари су углавном игнорисали овај проблем, прелазећи на друге просторе.
Али почевши од 1970-их, истраживачи су могли да покажу да се квантне честице могу створити у стањима која увек одговарају једна другој - па ако једна покаже оријентацију "горе", друга ће бити "доле" - феномен који је Сцхродингер назвао запетљавањем . Овакав рад коришћен је за подупирање насталог поља квантног рачунања, која обећава производњу рачунарских машина далеко брже од постојећих технологија.
Током 2010. године, физичари су успели да створе и верзију Сцхродингерове мачке у стварном свету, иако на начин који не укључује феликс (ака убиство маче). Научници са калифорнијског Универзитета у Санта Барбари, научници су изградили резонатор, у основи малени виљушку, величине пиксела на екрану рачунара. Ставили су је у суперпозицију у којој је истовремено осцилирао и не осцилирао, показујући да релативно велики објекти могу да заузму бизарна квантна стања.
Новији експерименти стављају групе до 2.000 атома на два различита места истовремено, додатно замагливши разводну линију између микроскопског и макроскопског. У 2019. години, истраживачи са Универзитета у Глазгову чак су успели да направе фотографију заплетених фотона помоћу посебне камере која је снимала слику кад год се фотон појавио са својим уплетеним партнером.
Док се физичари и филозофи још нису сложили о томе како размишљати о квантном свету, Сцхродингерови увиди уродили су многим плодоносним истраживачким путевима и вероватно ће то наставити радити у догледној будућности.
