Submit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to Twitter

Δυο διαφορετικές ερμηνείες για τη γάτα του Schrödinger


Στη κβαντική φυσική τα σώματα μπορούν να βρίσκονται σε πολλές καταστάσεις και σε πολλά σημεία ταυτόχρονα (υπέρθεση) μέχρι να προσδιορίσουμε εμείς την κατάσταση στην οποία βρίσκονται. Ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να βρίσκεται σε περισσότερα από ένα μέρη την ίδια στιγμή μέχρι να προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε τη θέση του, επηρεάζοντάς το και κάνοντας τη κυματοσυνάρτησή του να καταρρεύσει με αποτέλεσμα να το βρίσκουμε σε ένα σημείο -το ίδιο ισχύει και για κάθε δυνατή κατάσταση ή ιδιότητα του ηλεκτρονίου.

Οι φυσικοί δεν μπορούσαν να δεχτούν ότι στο κβαντικό επίπεδο υπάρχουν τέτοια φαινόμενα και για αυτό προσπαθούσαν να αντικρούσουν τη κβαντική θεωρία μέσω νοητικών πειραμάτων. Ένα από αυτά ήταν η γάτα του Schrödinger.

Ας υποθέσουμε ότι σε ένα κουτί κλείνουμε μια γάτα, ένα σφυρί, έναν απαριθμητή Γκάιγκερ-Μίλλερ(βλ. σχόλια), μια φιάλη υδροκυάνιο και μια ραδιενεργό ουσία η οποία αποτελείται, ας πούμε, από ένα άτομο. Αν η ραδιενεργός ουσία διασπαστεί, ο απαριθμητής Γκάιγκερ-Μίλλερ ενεργοποιεί έναν μηχανισμό που αφήνει το σφυρί να πέσει στη φιάλη με το υδροκυάνιο και να το σπάσει με αποτέλεσμα να σκοτώσει τη γάτα. Το άτομο της ραδιενεργούς ουσίας, ως κβαντικό αντικείμενο, μπορεί να βρίσκεται στην υπέρθεση των δυο καταστάσεων, δηλαδή να είναι και να μην είναι διασπασμένο ταυτόχρονα. Τι συμβαίνει στη γάτα;

Σε αυτή τη περίπτωση έχουμε το παράδοξο του να ζει και να μη ζει ταυτόχρονα η γάτα: όπως το άτομο είναι σε υπέρθεση δυο καταστάσεων έτσι και ο μηχανισμός θα είναι σε υπέρθεση δυο καταστάσεων, όπως το σφυρί και η φιάλη με το υδροκυάνιο, και με τη
σειρά της η γάτα που θα είναι στην υπέρθεση των καταστάσεων "ζωντανή" και "νεκρή", πράγμα που είναι απλώς αδύνατον.

Με αυτό το παράδοξο ο Schrodinger προσπάθησε να αποδείξει ότι η κβαντική θεωρία είναι λανθασμένη και ότι δεν θα μπορούσε ένα αντικείμενο, οποιουδήποτε μεγέθους, να βρίσκεται σε δυο διαφορετικές καταστάσεις ταυτόχρονα. Δυστυχώς για όσους δεν δέχονταν τη κβαντική θεωρία δεν είναι έτσι. Πληθώρα πειραμάτων έχει αποδείξει ότι γίνεται ένα σωματίδιο να είναι σε πολλές καταστάσεις ή σε πολλά μέρη ταυτόχρονα, όπως και κάθε παραξενιά της κβαντικής θεωρίας έχει επαληθευτεί πειραματικά. Η επιβεβαίωση των προβλέψεων της κβαντικής θεωρίας σήμανε το τέλος του ντετερμινισμού και μας έδειξε ότι το σύμπαν δεν διέπεται σε όλα του τα επίπεδα από κλασικούς νόμους, τέτοιους ώστε να μπορούμε να προβλέψουμε το μέλλον του.

Αν όμως υπάρχει όντως υπέρθεση ποια θα ήταν η μοίρα της γάτας του Schrödinger; Αυτό δεν έχει απαντηθεί με σιγουριά, ωστόσο υπάρχουν διάφορες υποθέσεις για το ποιο θα ήταν το αποτέλεσμα, με την ερμηνεία της Κοπεγχάγης να κυριαρχεί στην επιστημονική κοινότητα ενώ όλο και περισσότεροι να θεωρούν εξίσου λογική την υπόθεση των παράλληλων συμπάντων.

1. Παράλληλα σύμπαντα
Μερικοί από τους μεγαλύτερους φυσικούς δέχονται την υπόθεση των παράλληλων συμπάντων ως απάντηση στο τι θα πάθαινε η γάτα. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση για κάθε δυνατή κβαντική κατάσταση υπάρχει ένα παράλληλο σύμπαν. Στη προκειμένη περίπτωση υπάρχει ένα σύμπαν στο οποίο η φιάλη δεν θα έσπαγε και ένα άλλο που θα έσπαγε σκοτώνοντας τη γάτα, υπόθεση που έχει με το μέρος της μεγάλο μέρος των θεωρητικών φυσικών. Σύμφωνα με αυτό υπάρχουν άπειρα παράλληλα σύμπαντα, όπως οι δυνατές καταστάσεις των κβάντων, και κάθε στιγμή δημιουργούνται νέα.

Πολλά βιβλία εκλαϊκευμένης φυσικής υιοθετούν αυτό το σκεπτικό και δεν είναι λίγοι οι φυσικοί που υποστηρίζουν ότι στο απώτερο μέλλον θα μπορέσουμε να διαφύγουμε σε κάποιο παράλληλο σύμπαν για να σωθούμε από το αναπόφευκτο τέλος του δικού μας. Ωστόσο η θεωρία των παράλληλων συμπάντων δεν είναι η μοναδική που λύνει το παράδοξο της γάτας του Schrödinger.


2. Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης
Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης προτάθηκε από τον Niels Bohr (κατά πολλούς ο πατέρας της κβαντικής φυσικής) και σύμφωνα με αυτή κάθε κβάντο δεν υπάρχει σε μια κατάσταση αλλά σε πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα, δηλαδή η υπέρθεση είναι εφικτή σε ένα σύμπαν και κάθε σωματίδιο βρίσκεται σε όλες τις δυνατές καταστάσεις την ίδια στιγμή σε αυτό. Οι υποστηρικτές αυτού του μοντέλου θέλουν τη γάτα να βρίσκεται ταυτόχρονα και στις δυο καταστάσεις (ζωντανή και νεκρή) ασχέτως του πόσο παράλογο είναι αυτό για τα δικά μας, μη-κβαντικά δεδομένα, μέχρι να ανοίξουμε το κουτί και να προσδιορίσουμε σε ποια από τις δυο καταστάσεις βρίσκεται. Αυτή η ερμηνεία για τα κβαντικά φαινόμενα θέλει κάθε σωματίδιο όσο δεν το παρατηρούμε να βρίσκεται σε πολλές καταστάσεις ή/και σημεία ως ότου να το παρατηρήσουμε επηρεάζοντάς το με τη παρατήρησή μας έτσι ώστε η κυματοσυνάρτησή του να καταρρεύσει αφήνοντάς το σε μια δυνατή κατάσταση. Παρά το ότι όλο και περισσότεροι θεωρούν ορθότερη την ερμηνεία των παράλληλων συμπάντων, οι περισσότεροι φυσικοί πιστεύουν ότι η "παραδοσιακή" αυτή ερμηνεία των κβαντικών φαινομένων είναι πιο ρεαλιστική.

Υπάρχουν και άλλες λύσεις στο παράδοξο του Schrödinger αλλά δεν αξίζει να αναφερθούμε σε αυτές. Όμως όποια και αν είναι η σωστή το μόνο σίγουρο είναι ότι η πραγματικότητα δεν είναι σε καμία περίπτωση όπως τη φανταζόμαστε.

πηγή: http://skeptomenosellhn.blogspot.gr/2012/03/schrodinger.html