Erwin Schrödinger a Schrödingerov pokus na mačkách

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (narodený 12. augusta 1887 vo Viedni, Rakúsko) bol fyzik, ktorý vykonával priekopnícke práce v kvantová mechanika, pole, ktoré študuje, ako sa energia a hmota správajú vo veľmi malých mierkach. V roku 1926 Schrödinger vyvinul rovnicu, ktorá predpovedala, kde by sa elektrón nachádzal v atóme. V roku 1933 dostal a nobelová cena za túto prácu, spolu s fyzikom Paul Dirac.

Rýchle fakty: Erwin Schrödinger

Schrödinger môže byť populárnejšie známy pre „Schrödingerova mačka“, Myšlienkový experiment, ktorý vymyslel v roku 1935, aby ilustroval problémy so spoločnou interpretáciou kvantovej mechaniky.

Schrödinger bol jediným dieťaťom Rudolfa Schrödingera - pracovníka továrne na ropné a olejové utierky zdedil podnik od svojho otca - a Georgíny, dcéry profesora chémie Rudolf je. Výchova spoločnosti Schrödinger zdôrazňovala kultúrne ocenenie a pokrok vo vede aj umení.

Schrödinger bol vychovávaný učiteľom a jeho otcom doma. Vo veku 11 rokov vstúpil na Akademische Gymnasium vo Viedni, školu zameranú na klasické vzdelávanie a prípravu v odbore fyzika a matematika. Tam sa rád učil klasické jazyky, cudziu poéziu, fyziku a matematiku, ale nenávidel si zapamätať si, čo nazval „náhodnými“ dátumami a faktami.

Schrödinger pokračoval v štúdiu na viedenskej univerzite, do ktorej vstúpil v roku 1906. Doktorát z fyziky získal v roku 1910 pod vedením Friedricha Hasenöhrla, ktorého Schrödinger považoval za jeden z jeho najväčších intelektuálnych vplyvov. Hasenöhrl bol študent fyziky Ludwig Boltzmann, renomovaný vedec známy svojou prácou v štatistická mechanika.

Po tom, ako Schrödinger získal doktorát, pracoval ako asistent ďalšieho študenta Boltzmannovho Franza Exnera, až kým nebol navrhnutý na začiatku prvá svetová vojna.

V roku 1920 sa Schrödinger oženil s Annemarie Bertel a presťahoval sa s ňou do nemeckého mesta Jena, kde pracoval ako asistent fyziky Max Wien. Od tej doby sa stal fakultou na viacerých univerzitách v krátkom čase, najskôr sa stal juniorom profesor v Stuttgarte, potom riadny profesor v Breslau, predtým ako nastúpil na univerzitu v Zürichu ako profesor v 1921. Nasledujúcich šesť rokov Schrödingera v Zürichu patrilo medzi najdôležitejšie v jeho profesionálnej kariére.

Na univerzite v Zürichu Schrödinger vyvinul teóriu, ktorá významne pokročila v chápaní kvantovej fyziky. Publikoval sériu článkov - asi jeden mesiac - o mechanike vĺn. Najmä prvý dokument „Kvantifikácia ako problém s vlastnou hodnotou, “predstavil to, čo by sa stalo známym názvom Schrödingerova rovnica, teraz centrálna časť kvantovej mechaniky. Spoločnosť Schrödinger získala za tento objav Nobelovu cenu v roku 1933.

Schrödingerova rovnica matematicky opísala „vlnovú“ povahu systémov riadených kvantovou mechanikou. Na základe tejto rovnice Schrödinger poskytol spôsob, ako nielen študovať chovanie týchto systémov, ale tiež predvídať, ako sa správajú. Aj keď sa veľa debatovalo o tom, čo Schrödingerova rovnica znamená, vedci ju nakoniec interpretovali ako pravdepodobnosť nájdenia elektrónu niekde vo vesmíre.

Schrödinger formuloval tento myšlienkový experiment ako reakciu na Tlmočenie v Kodani kvantovej mechaniky, ktorá uvádza, že častica opísaná kvantovou mechanikou existuje vo všetkých možných stavoch súčasne, kým nie je pozorovaná a je nútená zvoliť jeden stav. Tu je príklad: zvážte svetlo, ktoré môže rozsvietiť červené alebo zelené svetlo. Keď sa nepozeráme na svetlo, predpokladáme, že je červené a zelená. Keď sa však na to pozrieme, svetlo sa musí prinútiť buď byť červené alebo zelené, a to je farba, ktorú vidíme.

Schrödinger nesúhlasil s týmto výkladom. Vytvoril iný experiment s myšlienkami, ktorý sa volá Schrödingerova mačka, aby ilustroval jeho obavy. V experimente Schrödingerovej mačky sa mačka umiestni do uzavretej škatule s rádioaktívnou látkou a jedovatým plynom. Keby sa rádioaktívna látka rozpadla, uvoľnila by plyn a zabila mačku. Ak nie, mačka by bola nažive.

Pretože nevieme, či je mačka nažive alebo mŕtvy, uvažuje sa oba nažive a mŕtvi, kým niekto neotvorí krabicu a neuvidí, aký je stav mačky. Jednoduchým pri pohľade do škatule tak niekto magicky prinútil mačku zažiť alebo uhynúť, hoci to nie je možné.

Schrödinger nezanechal veľa informácií o vedcoch a teóriách, ktoré ovplyvnili jeho vlastnú prácu. Historici však spojili niektoré z týchto vplyvov, medzi ktoré patria:

• Louis de Broglie, fyzik, predstavil koncept „záležitosť vlny. “Schrödinger čítal de Broglieho tézu, ako aj poznámku pod čiarou, ktorú napísal Albert Einstein, ktorý hovoril pozitívne o práci de Broglieho. Schrödinger bol požiadaný, aby prediskutoval de Broglieho prácu na seminári, ktorý usporiadala univerzita v Zürichu a iná univerzita, ETH Zürich.
• Boltzmann. Schrödinger považoval Boltzmannov štatistický prístup k fyzike za svoju „prvú lásku k vede“ a veľa z jeho vedeckého vzdelania nasledovalo v tradícii Boltzmanna.
• Schrödingerova predchádzajúca práca na kvantovej teórii plynov, ktorá študovala plyny z hľadiska kvantovej mechaniky. V jednom zo svojich článkov o kvantovej teórii plynov „O Einsteinovej teórii plynu“ Schrödinger použil de Broglieho teóriu na vlnách hmoty, aby vysvetlil správanie plynov.

V roku 1933, v tom istom roku, keď získal Nobelovu cenu, Schrödinger rezignoval na profesúru na Univerzite Berlín, ku ktorému sa pripojil v roku 1927, v reakcii na nacistické prevzatie Nemecka a prepustenie židov vedci. Následne sa presťahoval do Anglicka a neskôr do Rakúska. V roku 1938 však Hitler vtrhol do Rakúska, čím prinútil Schrödingera, dnes zavedeného protinacistu, aby utiekol do Ríma.

V roku 1939 sa Schrödinger presťahoval do írskeho Dublinu, kde zostal až do svojho návratu do Viedne v roku 1956. Schrödinger zomrel na tuberkulózu 4. januára 1961 vo Viedni, v meste, kde sa narodil. Mal 73 rokov.

• Fischer E. Všetci sme jedným aspektom jedinej bytosti: úvod do Erwina Schrödingera.Soc. Res, 1984; 51(3): 809-835.
• Heitler W. “Erwin Schrödinger, 1887-1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• Masters B. “Cesta Erwina Schrödingera k mechanike vĺn.” Novinky z oblasti fotoniky, 2014; 25(2): 32-39.
• Moore W. Schrödinger: Život a myslenie. Cambridge University Press; 1989.
• Schrödinger: Sté výročie polymath. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
• Schrödinger E. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”Ann. Phys., 1926; 79: 361-376.
• Teresi D. Osamelý strážca kvantovej mechaniky. Webová stránka New York Times. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.