Schrödinger’in Kedisi Deneyi

 

Schrödinger’in Kedisi Deneyi

Schrödinger’in kedisi kuantum fiziği hakkında bir düşünce deneyidir. Düşünce deneyleri, fiziksel olarak yapamayacağımız şeyleri anlamak için akıl ve çıkarım kullanmamıza izin verdiğinde bilimde işe yarar. Bir düşünce denemesine örnek olarak, birdenbire Güneş’i uzaklaştırırsak Dünya’ya ne olacağını düşünmek olabilir. Açıkçası bunu gerçekte yapamayız, ama bunu hayal edebilir ve sonucu modelleyebiliriz.

 

Basit bir ifadeyle, Schrödinger göre bu düşünce, bir kedi radyo aktif atomlu bir kutuya yerleştirilip mühürlenir, kutuyu açana kadar kedinin ölü mü yoksa canlı mı olduğunu bilemezsiniz, böylece kutu açılana kadar, kedi (bir anlamda) hem “ölü hem de canlı” idi.

 

Schrödinger’in kedi denemesini anlamak için önce süperpozisyon fikrini anlamamız gerekir. Süperpozisyon, kuantum mekaniğinde temel bir özelliktir, kuantum nesnesi için belirli konfigürasyonlar mümkünse, tüm bu olasılıkları birlikte düşünmemiz gerektiğini söyler. Örneğin, bu yapılandırmalar farklı konumları temsil ediyorsa, üst üste binme genellikle “kuantum nesnesi aynı anda birden fazla yerde davranıyormuş gibi” olarak yorumlanır.

 

Ancak bir kuantum nesnesi, hiçbir şey onu ölçmediği veya rahatsız etmediği sürece üst üste binebilir. Aksi takdirde, süperpozisyon, konfigürasyonlardan birine rastgele “daraltılır”. Bu, klasik fiziğin temel ilkeleriyle çelişir, bu da bir parçacık hakkında yeterince bilgimiz varsa, gelecekte ne yapacağını tam olarak tahmin edebileceğimizi varsayar. Kuantum teorisinin olasılıksal doğası, süperpozisyonun doğrudan bir sonucudur. Matematiği, kuantum bir nesnenin herhangi bir zamanda nerede olabileceğini tahmin etmek için kullanabiliriz , ancak aldığımız cevap bir olasılık biçimindedir.

 

Örneğin, A, B ve C noktalarında bir kuantum nesnesi bulma olasılığı * eşitse, o zaman bu konumların herhangi birinde bu sürenin sadece 1 / 3’ünde buluruz. Başka bir deyişle, kuantum nesnesinin kesinlikle belirli bir konumda olacağından emin olamayız.

 

Schrödinger kedi deneyini, Kopenhag kuantum fiziğinin yorumuna tepki olarak 1935’te önerdi. Schrödinger şunu yazdı:

 

 

‘’Hatta oldukça saçma vakalar bile kurulabilir. Bir kedi, aşağıdaki cihazla birlikte (kedi tarafından doğrudan etkileşime karşı güvence altına alınması gereken) çelik bir odada kilitlenir: Bir Geiger sayacında , belki de kursta çok küçük olan küçük bir radyoaktif madde vardır. bir saat içinde atomlardan sadece biri bozulur, aynı zamanda eşit olasılıkla, belki de hiç yoktur; eğer olursa, karşı tüp boşalır ve bir röle yoluyla küçük bir hidrosiyanik asit şişesi parçalayan bir çekiç serbest bırakır . Eğer kişi bu sistemi bir saatliğine kendi başına bırakmışsa, bu arada hiç atom çürümediyse kedinin hala yaşadığını söyleyebiliriz . Psi fonksiyonlu tüm sistemin içinde, yaşayan ve ölü kedinin (ifadeyi affederek) eşit parçalara karışması veya bulaşmasıyla ifade ederdi. Başlangıçta atomik alanla sınırlı olan bir belirsizliğin makroskopik belirsizliğe dönüşmesi tipiktir, bu daha sonra doğrudan gözlemle çözülebilir. Bu, gerçekliği temsil etmek için geçerli bir “bulanık model” olarak geçerli bir şekilde kabul etmemizi engeller. Kendi içinde, belirsiz ya da çelişkili hiçbir şey içermez. Titrek veya odak dışı bir fotoğraf ile bulutların ve sis bankalarının anlık görüntüsü arasında bir fark vardır. Başlangıçta atomik alanla sınırlı olan bir belirsizliğin makroskopik belirsizliğe dönüşmesi tipiktir, bu daha sonra doğrudan gözlemle çözülebilir.  Bu, gerçekliği temsil etmek için geçerli bir “bulanık model” olarak geçerli bir şekilde kabul etmemizi engeller. Kendi içinde, belirsiz ya da çelişkili hiçbir şey içermez.  Titrek veya odak dışı bir fotoğraf ile bulutların ve sis bankalarının anlık görüntüsü arasında bir fark vardır.’’

 

Erwin Schrödinger

Kuantum mekaniğinde mevcut durum , Doğa Bilimleri

(John D. Trimmer tarafından Amerikan Felsefe Derneği Bildirileri kitabında tercüme edilmiştir)

 

Kopenhag yorumu bakarak (gözlemleyerek veya ölçüm) olmadan bir atoma (bir alt atomik parçacık) en küçük parçasına ne olduğunu açıklamak için kullanılır. Matematik, parçacığın başına bir şey gelme olasılığını göstermek için kullanılır. Bir parçacığın bir seferde bir yerde %50 veya başka bir zamanda bir yerde olması %50 olarak tanımlanabilir. Bu aynı zamanda bir grafik (veya dalga formu) olarak da ifade edilebilir. Kuantum fiziği hesaplamaları yaparken bu çok uygundur.

 

Ancak bir parçacığın nerede olduğundan% 100 emin olmanın tek yolu onu gözlemlemektir. Gözlemlediğiniz noktaya kadar, Kopenhag Yorum, parçacığın orada olduğunu ve orada olmadığını söylüyor. Sadece orada olup olmadığını bildiğiniz parçacığı gözlemlediğinizde.

 

Bu kuantum fiziğinde mantıklı olsa da, klasik (gerçek dünya) fiziğinde mantıklı değildir. Schrödinger, kuantum mekaniği hakkında bu şekilde düşünmenin saçma durumlara yol açacağını göstermek istedi. Bir düşünce deneyi tasarladı.

 

Schrödinger’in Kedisi Düşünce Deneyi

Bir kutumuz olduğunu düşünün. Bu kutunun içinde bir kedi, bir şişe zehir, bir radyoaktif malzeme şişesi ve bir çekiç takılı bir Geiger sayacı2  vardır. Radyoaktif bozulma, kararsız bir atomun daha küçük bir parçacık yaydığı yerdir. Bu tamamen rastgele bir süreçtir, yani bunun ne zaman olacağını tam olarak tahmin edemeyiz. Bununla birlikte, bu deneyde belirli atomların bozunma hızını biliyoruz. Kutu içine yeterince atom koyacağız, böylece atomlardan birinin tam olarak 50/50 şansı olacaktı. Belli bir süre içinde çürüyecek ve bir parçacık yayacaktır. Bir parçacık yayılırsa, Geiger sayacı onu tespit edecek ve çekiç kediyi öldüren zehir şişesine düşecektir.

Argüman : kırıcının zehir şişesine düşüp düşmediğini öğrenmek için kutuyu açana kadar, kedi bir süperpozisyon durumundadır: aynı anda hem canlı hem de ölüdür.

 

Şimdi bunun kulağa saçma geldiğini düşünüyorsanız, kesinlikle haklısınız. Aslında, günlük etkileşimler ölçeğinde, makroskopik seviye dediğimizde, kediler her zaman ya canlı ya da ölüdür. Schrödinger, kuantum teorisinin etkilerinin insan düzeyinde ne kadar imkânsız olduğunu vurgulamaya çalışıyordu. Kuantum dünyasında neler olduğunu açıklamaya çalışan birçok yorum veya zihinsel resim var.

 

Örneğin, çöküş yorumu kutuyu açmadan önce kedinin hem canlı hem de ölü olduğunu söyler, ancak kutuyu açtığımızda bu olasılık kedinin canlı ya da ölü olmasına gösterir. Pilot dalga yorumu, baktığımızda kedinin canlı ya da ölü olmasına rehberlik eden gizemli bir pilot dalga olduğunu söylüyor. Birçok dünya yorumu, içinde kedinin canlı, diğerinde de kedinin öldüğü paralel evrenler olduğunu söylüyor.

 

Belki bu yorum örnekleri sizi şaşkın bırakır ve kutuyu açmaya karar verdiğimiz an ile kutunun içine baktığımız an arasında gerçekten neler olduğunu asla bilemeyeceğimizi düşünüyorsunuz. Birçok bilim adamı bunun böyle olduğuna inanıyor: matematiksel olarak kediye ne olacağı hakkında konuşabiliriz, ancak bunun neden olduğuna dair zihinsel bir resim yapamayız. Kopenhag yorumu olarak bilinen şey budur.

 

Şimdi soru şu: Saatin sonunda kedi canlı mı ölü mü?

Schrödinger, Kopenhag yorumuna göre, kapı kapalı olduğu sürece kedinin ölü ve diri olduğunu söylüyor. Kapı açılana kadar bunu bilmenin bir yolu yok. Ancak kapıyı açarak kişi deneye müdahale ediyor. Kişi ve deney birbirlerine referansla tarif edilmelidir.

 

Deneye bakarak kişi deneyi etkiledi, bu nedenle bize doğru cevabı vermeyebilir.

 

Düşünce deneyi, Schrödinger tarafından büyük nesneler için kuantum durumlar hakkında düşünmenin aptallığını göstermek için icat edildi. Ayrıca pop kültüründe birçok kez atıfta bulunulmuştur.

 

Schrödinger’in kedisi deneyi neyi kanıtlamaya çalıştı?

 

Schrodinger’in Kedisi, Schrodinger’in bazı insanların kuantum teorisini nasıl yanlış yorumladığını göstermek için kullandığı bir öğretim aracıydı. Schrodinger, kuantum teorisinin basit yanlış yorumlarının gerçek dünyayla uyuşmayan saçma sonuçlara yol açabileceğini göstermek için hayali denemesini kedi ile inşa etti. Günümüzde ise popüler kültür haline gelmiştir.

 

*Kelimeler :

 

Kopenhag  : Kopenhag yorumu, genel olarak fizikçi Niels Bohr’un oluşturduğu kuantum mekaniği ile ilgili görüşler ve ilkeler dizisi. Makro ve mikro durumların ayrı fiziksel ilkelerle inceleneceğini belirtir. Fizikte bilincin (gözlemin) rolünü öne çıkarmasıyla bir devrim niteliğindedir.

 

Geiger sayacı  : Bir Geiger sayacı (bazen Geiger-Müller sayacı olarak da adlandırılır ) alfa parçacıkları, beta parçacıkları veya gama ışınları gibi iyonlaştırıcı radyasyonu ölçen bir araçtır . En iyi el tipi radyasyon ölçüm cihazı olarak bilinir, ancak bir tezgah aleti olarak da kullanılabilir veya kalıcı olarak monte edilebilir.

 

**Kişiler :

 

Erwin Schrödinger : Avusturyalı bir fizikçi ve teorik biyologdu. Kuantum teorisinin kurucu babalarından biriydi ve 1933’te Nobel Fizik Ödülü’nü kazandı.

 

*** Kaynakça :

 

Science World sayfasından blog yazarı Güneş tarafından çevrildi ve düzenlendi.

Wikipedia : https://en.wikipedia.org/wiki/Schrödinger%27s_cat

 

****Referanslar :

1.  Schrödinger, Erwin (1935). “Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik (The present situation in quantum mechanics)”. Naturwissenschaften.

 

2. ↑ Schroedinger: The present situation in quantum mechanics. 5. Are the variables really blurred?

 

3. ↑ Philip Ball – New pursuit of Schrödinger’s cat – Prospect. Retrieved 20 July 2014.