Erwin Schrödinger ja Schrödingerin kissokoe

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (syntynyt 12. elokuuta 1887 Wienissä, Itävallassa) oli fyysikko, joka teki uraauurtavaa työtä kvanttimekaniikka, kenttä, joka tutkii kuinka energia ja aine käyttäytyvät hyvin pienillä mittakaavoilla. Vuonna 1926 Schrödinger kehitti yhtälön, joka ennusti, missä elektroni sijaitsee atomissa. Vuonna 1933 hän sai Nobel palkinto tähän työhön yhdessä fyysikon kanssa Paul Dirac.

Nopeat tosiasiat: Erwin Schrödinger

Schrödinger voi olla suositummin nimellä “Schrödinger's Cat, ”Ajatuskokeilu, jonka hän suunnitteli vuonna 1935 havainnollistaakseen ongelmia kvanttimekaniikan yleisen tulkinnan kanssa.

Schrödinger oli Rudolf Schrödingerin - linoleumi- ja öljyliinatehtaan työntekijän - ainoa lapsi, jolla oli perinyt yrityksen isältään - ja Georginen, Kemiallisen kemian professorin tytärtä Rudolf n. Schrödingerin kasvatus korosti kulttuurin arvostamista ja etenemistä sekä tieteessä että taiteessa.

Schrödingerin kouluttivat ohjaaja ja hänen isänsä kotona. 11-vuotiaana hän aloitti Wienin Akademische-lukiossa. Koulu keskittyi klassiseen ja fysiikan ja matematiikan koulutukseen. Siellä hän nautti klassisten kielten, vieraan runouden, fysiikan ja matematiikan oppimisesta, mutta vihasi muistaa sitä, mitä hän nimitti ”satunnaisiksi” päivämääriksi ja tosiasioiksi.

Schrödinger jatkoi opintojaan Wienin yliopistossa, johon hän aloitti vuonna 1906. Hän ansaitsi fysiikan tohtorin vuonna 1910 Friedrich Hasenöhrlin johdolla, jota Schrödinger piti yhtenä hänen suurimmista älyllisistä vaikutteistaan. Hasenöhrl oli fysiikan Ludwig Boltzmannin opiskelija, tunnettu tutkija, joka tunnetaan työstään tilastollinen mekaniikka.

Saatuaan tohtorin tutkinnon Schrödinger työskenteli toisen Boltzmannin opiskelijan Franz Exnerin avustajana, kunnes hänet valmisteltiin vuoden 2011 alussa. ensimmäinen maailmansota.

Vuonna 1920 Schrödinger meni naimisiin Annemarie Bertelin kanssa ja muutti hänen kanssaan Jenassa, Saksaan työskentelemään fyysikon Max Wienin apulaisena. Sieltä hänestä tuli tiedekunta useissa yliopistoissa lyhyessä ajassa, ja hänestä tuli ensin juniori Stuttgartin professori, sitten täysi professori Breslau, ennen siirtymistään Zürichin yliopistoon professori 1921. Schrödingerin seuraavat kuusi vuotta Zürichissä olivat eräitä hänen uransa tärkeimmistä osista.

Zrichin yliopistossa Schrödinger kehitti teorian, joka edisti merkittävästi kvanttifysiikan ymmärtämistä. Hän julkaisi sarjan aalto mekaniikkaa käsitteleviä papereita - noin yhden kuukaudessa. Erityisesti ensimmäinen paperi, ”Kvantisointi eigenvalue-ongelmana, "esitteli sen, joka tunnetaan nimellä Schrödingerin yhtälö, nyt keskeinen osa kvanttimekaniikkaa. Schrödinger sai Nobel-palkinnon tästä löytöstä vuonna 1933.

Schrödingerin yhtälö kuvasi matemaattisesti kvanttimekaniikan ohjaamien järjestelmien "aaltomaista" luonnetta. Tämän yhtälön avulla Schrödinger tarjosi tavan tutkia näiden järjestelmien käyttäytymistä ja ennakoida niiden käyttäytymistä. Vaikka Schrödingerin yhtälöstä tarkoitettiin aluksi paljon keskustelua, tutkijat tulkitsivat sitä lopulta todennäköisyytenä löytää elektroni jostakin avaruudesta.

Schrödinger muotoili tämän ajatuskokeen vastauksena Kööpenhaminan tulkinta kvantimekaniikan osa, jossa todetaan, että kvantmekaniikan kuvaama hiukkanen on kaikissa mahdollisissa tiloissa samanaikaisesti, kunnes se havaitaan ja pakotetaan valitsemaan yksi tila. Tässä on esimerkki: harkitse valoa, joka voi sytyttää joko punaisena tai vihreänä. Kun emme katso valoa, oletamme, että se on molemmat punainen ja vihreä. Kun tarkastelemme sitä, valon on pakotettava itsensä olemaan joko punainen tai vihreä, ja se on väri, jonka näemme.

Schrödinger ei hyväksynyt tätä tulkintaa. Hän loi erilaisen ajatuskokeen, nimeltään Schrödinger's Cat, kuvaamaan hänen huolenaiheitaan. Schrödinger's Cat -kokeessa kissa asetetaan sinetöityyn laatikkoon, jossa on radioaktiivista ainetta ja myrkyllistä kaasua. Jos radioaktiivinen aine hajoaa, se vapauttaa kaasua ja tappaa kissan. Jos ei, kissa olisi elossa.

Koska emme tiedä onko kissa elossa vai kuollut, sitä pidetään molemmat elossa ja kuolleena, kunnes joku avaa laatikon ja näkee itse, mikä kissan tila on. Joten yksinkertaisesti tutustumalla laatikkoon, joku on maagisesti tehnyt kissan elossa tai kuolleena, vaikka se on mahdotonta.

Schrödinger ei jättänyt paljon tietoa tutkijoista ja teorioista, jotka vaikuttivat hänen omaan työhönsä. Historioitsijat ovat kuitenkin koonnut yhteen joitain näistä vaikutteista, joihin kuuluvat:

• Louis de Broglie, fyysikko, esitteli käsitteen "asia "Schrödinger oli lukenut de Broglie'n tutkielman samoin kuin alaviitteen, jonka kirjoitti Albert Einstein, joka puhui positiivisesti de Broglie'n työstä. Schrödingeriä pyydettiin myös keskustelemaan de Broglien työstä seminaarissa, jonka järjestävät sekä Zürichin yliopisto että toinen yliopisto, ETH Zürich.
• Boltzmannin. Schrödinger piti Boltzmannin tilastollista lähestymistapaa fysiikassa "ensimmäisen rakkautensa tieteessä", ja suuri osa hänen tieteellisestä koulutuksestaan ​​seurasi Boltzmannin perinnettä.
• Schrödingerin aikaisempi tutkimus kaasujen kvantiteoriasta, jossa tutkittiin kaasuja kvantmekaniikan näkökulmasta. Yhdessä kaasujen kvantiteoriaa käsittelevässä artikkelissaan, ”On Einsteinin kaasuteoria”, Schrödinger sovelsi de Broglie-teoriaa aineen aaltoihin auttaakseen selittämään kaasujen käyttäytymistä.

Vuonna 1933, samana vuonna hän voitti Nobel-palkinnon, Schrödinger erosi professuuristaan ​​yliopistossa. Berliini, johon hän oli liittynyt vuonna 1927 vastauksena natsien haltuunottoon Saksaan ja juutalaisten erottamiseen tutkijat. Myöhemmin hän muutti Englantiin ja myöhemmin Itävaltaan. Vuonna 1938 Hitler kuitenkin hyökkäsi Itävaltaan ja pakotti nykyään vakiintuneen natsivastisen Schrödingerin pakenemaan Roomaan.

Vuonna 1939 Schrödinger muutti Dubliniin, Irlantiin, missä hän pysyi palaamiseensa Wieniin vuonna 1956. Schrödinger kuoli tuberkuloosiin 4. tammikuuta 1961 Wienissä, kaupungissa, jossa hän syntyi. Hän oli 73-vuotias.

• Fischer E. Olemme kaikki yhden olennon näkökohdat: Johdatus Erwin Schrödingeriin.Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
• Heitler W. “Erwin Schrödinger, 1887-1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• Masters B. “Erwin Schrödingerin polku aalto-mekaniikkaan.” Opt Photonics News, 2014; 25(2): 32-39.
• Moore W. Schrödinger: Elämä ja ajattelu. Cambridge University Press; 1989.
• Schrödinger: Polymaten satavuotisjuhla. Painos Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
• Schrödinger E. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”Ann. Phys., 1926; 79: 361-376.
• Teresi D. Kvanttimekaniikan yksinäinen ranger. New York Times -sivusto. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.