Acasa Stiinta-ITStiinta Pisica lui Erwin Schrödinger si fizica cuantica

Pisica lui Erwin Schrödinger si fizica cuantica

scris de Ziua Veche
110 afisari

Erwin Schrödinger s-a născut în 1887, la Viena (Austria). In perioada anilor 1921 – 1927 a fost profesor ordinar la Zurich. In 1927 el s-a mutat la Universitatea din Berlin, unde a preluat catedra de fizică teoretică a lui Max Planck.

Pisica lui Erwin Schrödinger si fizica cuantica

Pisica lui Erwin Schrödinger si fizica cuantica

Inflamarea politică a Germaniei, pe fondul venirii lui Hitler la putere, a influenţat parcursul profesional al acestui mare om de ştiinţă ; astfel :

– în 1933 a plecat în Anglia, ca profesor asociat la Universitatea din Oxford ;

– în 1936 a revenit în Austria, ca profesor la Universitatea din Graz ;

– în 1938 (anexarea Austriei de către Germania), după ce s-a refugiat în Italia, a plecat în S.U.A., unde a predat – pentru scurt timp – la Universitatea din Princeton ;

– apoi s-a reîntors în Europa, unde a primit postul de director al Scolii de fizică teoretică din cadrul Institutului de studii avansate (din Dublin, Irlanda) ;

– în 1955, după ieşirea la pensie, s-a reîntors în Austria, stabilindu-se în oraşul natal (Viena).

Cea mai plăcută, valoroasă şi remarcabilă perioadă din viaţa lui s-a derulat – totuşi – la Zurich, în primii lui ani de activitate. Astfel, anul 1926 se constituie într-un reper ce nu poate fi ignorat în fizica modernă. Este anul în care a publicat 6 articole, introducând în discuţie ecuaţia care-i poartă numele.

La momentul respectiv în fizică era recunoscut modelul atomic Bohr, în ciuda postulatelor oarecum „ciudate” pe care se baza. Tot la momentul respectiv teoria lui de Broglie (ideea de undă asociată microparticulelor) era cunoscută.

Pornind de la ideea că pe orbitele staţionare ale electronului în atom este îndeplinită condiţia de undă staţionară (pentru unda asociată), Schrödinger a ajuns să postuleze o ecuaţie a undelor cu o formă specifică domeniului cuantic. Se spune că această ecuaţie a fost inventată în vacanţa de Crăciun a anului 1925, când Erwin Schrödinger era la schi, într-o staţiune din Alpii Elveţieni ; din acel moment, pornind de la premiza că electronul nu e un simplu „punct” care poate ocupa poziţii bine determinate în jurul nucleului, ci o undă staţionară pentru care există nivele energetice permise şi interzise, el a ataşat ipotezei de Broglie o formulă matematică, pe care a continuat să o studieze şi să o perfecţioneze pe parcursul întregului an 1926.

In 1933 (împreună cu Paul Dirac), Schrödinger primeşte premiul Nobel în fizică „pentru descoperirea de noi forme fecunde ale teoriei atomice”.

Pe 12 decembrie 1933, în conferinţa „Ideea fundamentală a mecanicii ondulatorii” (ţinută cu ocazia primirii premiului Nobel), Erwin Schrödinger vorbeşte despre existenţa „undelor de materie” care – în fizica atomică – trebuie să joace acelaşi rol cu cel al undelor electromagnetice în fenomenele optice. După cum se vede, atât el cât şi de Broglie, consideră undele asociate microparticulelor ca pe nişte unde reale, unde având consistenţă fizică.

Otto Frisch, fizician german, spunea la momentul respectiv :”Aici se află un nou model al atomului, cu toate că nu era chiar atât de uşor de văzut ; electronul arată acum mai mult ca un nor ce pulsează, decât ca o planetă mică având orbite.”

In acelaşi an (1926) Max Born a enunţat teoria referitoare la semnificaţia statistică a funcţiei de undă (în urma căreia traiectoria electronului din modelul Bohr – Sommerfeld este înlocuită cu ideea aşa-numitului „nor electronic” = zonă din atom în care electronul se poate găsi cu o anumită probabilitate calculabilă).

Erwin Schrödinger nu a agreat niciodată această interpretare. De altfel, el a sperat până la sfârşit, că va fi capabil să structureze o teorie unificată a câmpurilor, în care principiul de cauzalitate să nu fie abandonat în favoarea statisticii.

Pisica lui Erwin Schrödinger – 126 de ani de la  naşterea lui Erwin Schrödinger

 Pisica lui Erwin Schrödinger - 126 de ani de la  naşterea lui Erwin Schrödinger

Pisica lui Erwin Schrödinger - 126 de ani de la naşterea lui Erwin Schrödinger

Erwin Schrödinger a fost nu numai un strălucit fizician, laureat al premiului Nobel, unul dintre fondatorii fizicii cuantice, dar şi om de cultură, poet, bun cunoscător al artei, literaturii, filosofiei şi istoriei. A pledat pentru integrarea ştiinţelor în cultură şi fost preocupat de îmbinarea fizicii cu lumea vie, a teoriei ştiinţifice cu filosofia. Ca majoritatea oamenilor de ştiinţă preocupaţi de transdisciplinaritate, îşi exprima ideile adresate publicului larg într-un limbaj potrivit, simplu, adeseori poetic.

Comportarea sistemelor fizice, din punct de vedere cuantic, poate fi prevăzută numai statistic, pe baza probabilităţilor de producere a diferitelor fenomene. Louis de Broglie afirma în „Natura ondulatorie a electronului” cu ocazia primirii premiului Nobel în 1929: „…atât pentru materie, cât şi pentru radiaţie, în particular pentru lumină, este necesară introducerea conceptului de corpuscul şi undă în acelaşi timp. Altfel spus, existenţa corpusculilor însoţiţi de unde, trebuie presupusă în toate cazurile”.  Erwin Schrödinger a extrapolat ideile lui De Broglie şi a intuit ecuaţiile dinamice cu soluţii ce corespund stărilor cuantice stabile posibile atomilor şi moleculelor.

În 1935, Erwin Schrödinger a publicat mai multe articole despre dificultatea înţelegerii teoriei cuantice, a introdus noţiunea de “incert” cuantic, prin care face diferenţa între teoria clasică şi cea cuantică, propunând un exerciţiu de gândire, un experiment mai celebru azi decât ecuaţiile sale. Scopul experimentului a fost de a explica cum funcţionează fizica cuantică la scara macro:

Erwin Schrödinger îşi descria experienţa astfel: “Putem imagina chiar cazuri destul de ridicole. O pisică este închisă într-o cameră din oţel, împreună cu următorul dispozitiv (care trebuie să fie ferit de interacţiunea directă cu pisica): într-un detector Geiger-Müller se afla o foarte mică cantitate de material radioactiv, atât de mică, încât în decurs de o oră doar un singur atom probabil se va dezintegra, sau cu egală probabilitate, poate niciunul; dacă totuşi se întâmplă, detectorul Geiger va genera un semnal şi prin intermediul unui releu eliberează un ciocan care sparge o mică fiolă de cianură. Dacă lăsăm nesupravegheat întregul sistem timp de o oră, putem spune ca pisica trăieşte încă dacă în acest timp nici un atom nu s-a dezintegrat. Funcţia de undă a întregului sistem va exprima acest fapt având în ea pisica vie-şi-moartă (scuzaţi expresia) sau împrăştiată în părţi egale. Este tipic pentru aceste cazuri ca o nedeterminare localizată iniţial la nivel atomic să fie transformată într-o nedeterminare la nivel macroscopic, care poate fi apoi rezolvată prin observare directă. Asta ne împiedică să acceptam în mod naiv ca valid un “model neclar” pentru a reprezenta realitatea. Prin el însuşi el nu conţine nimic neclar sau contradictoriu. Există o mare diferenţă între o fotografie mişcată sau nefocalizată şi o fotografie clară a norilor şi a pâlcurilor de ceaţă.”

Erwin Schrödinger a atras atenţia că teoria cuantică permite ca o pisică închisă ermetic într-o cutie să fie în acelaşi timp şi vie şi moartă, până când cineva nu va deschide capacul pentru a vedea în ce stare se află pisica.

Erwin Schrödinger spunea în cartea „Ce este viaţa?” despre ideile vehiculate de către şcoala dominantă de fizică cuantică (Bohr, Heisenberg, Born şi alţii) privind subiectul şi obiectul experimentului ştiinţific: „Ni se dă de înţeles că nu putem observa niciodată un obiect fără a-l modifica sau influenţa prin propria noastră activitate de observare a lui. Ni se dă de înţeles că, sub impactul rafinatelor noaste metode de observaţie şi de interpretare a rezultatelor experimentelor noaste, această limită dintre obiect şi subiect a fost sfărâmată…Lumea îmi este dată o singură dată, nu una existând şi alta fiind percepută. Subiectul şi obiectul sunt una. Nu putem spune că bariera dintre ele a fost sfărâmată de rezultatele recente ale fizicii, deoarece această barieră nu există.”

Basarab Nicolescu spunea despre paradoxul pisicii lui Erwin Schrödinger şi despre paradoxul EPR că sunt de fapt false paradoxuri, “…căci ele dau la iveală contradicţii exclusiv în raport cu limbajul natural, obişnuit, care este cel al realismului clasic; dacă aceste paradoxuri sunt instructive când se urmăreşte demonstrarea incompatibilităţii dintre realismul clasic şi realismul cuantic, ele devin în schimb inutile în contextul unei prime abordări a ideilor cuantice.”

1 comentariu

zweistein 12-08-2013 - 01:15

Eu nu am deschis inca cutia cu legionari, dar sper ca sa fie o liniste de mormant acolo.

Comments are closed.

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. OK Mai mult