ארווין שרדינגר והניסוי לחתול של שרדינגר

ארווין רודולף יוזף אלכסנדר שרדינגר (נולד ב- 12 באוגוסט 1887 בוינה, אוסטריה) היה פיזיקאי שביצע עבודות פורצות דרך ב מכניקה קוואנטית, תחום הבוחן כיצד האנרגיה והחומר מתנהגים בסולם אורך קטן מאוד. בשנת 1926 פיתח שרדינגר משוואה שניבאה היכן ימצא אלקטרון באטום. בשנת 1933 הוא קיבל א פרס נובל לעבודה זו, יחד עם פיזיקאי פול דיראק.

עובדות מהירות: ארווין שרדינגר

Schrödinger עשוי להיות ידוע יותר בשם "החתול של שרדינגר"ניסוי מחשבה שהוא המציא בשנת 1935 כדי להמחיש בעיות בפרשנות נפוצה של מכניקת הקוונטים.

שרדינגר היה ילדו היחיד של רודולף שרדינגר - עובד במפעל לינוליאום ומעבדות בד ירש את העסק מאביו - וג'ורג'ין, בתו של פרופסור לכימיה של רודולף. חינוכו של שרדינגר הדגיש הערכה וקידום תרבותי במדע ובאמנות כאחד.

שרדינגר התחנך על ידי מורה ואביו בבית. בגיל 11 הוא נכנס לגימנסיה Akademische בווינה, בית ספר שהתמקד בחינוך והכשרה קלאסית בפיזיקה ומתמטיקה. שם הוא נהנה ללמוד שפות קלאסיות, שירה זרה, פיזיקה ומתמטיקה, אך שנא לשנן את מה שכינה תאריכים ועובדות "מקריות".

שרדינגר המשיך את לימודיו באוניברסיטת וינה, אליה נכנס בשנת 1906. הוא השלים את הדוקטורט בפיזיקה בשנת 1910 בהדרכתו של פרידריך הסנווהרל, ששרדינגר ראה בו כאחת מההשפעות האינטלקטואליות הגדולות שלו. Hasenöhrl היה תלמידו של הפיזיקאי לודוויג בולצמן, מדען בעל שם הידוע בזכות עבודתו ב מכניקה סטטיסטית.

לאחר ששרדינגר קיבל את הדוקטורט הוא עבד כעוזרו של פרנץ אקסנר, סטודנט אחר של הבולצמן, עד שגויס בתחילת מלחמת העולם הראשונה.

בשנת 1920 התחתן שרדינגר עם אנמרי ברטל ועבר עמה לג'נה, גרמניה כדי לעבוד כעוזרו של הפיזיקאי מקס וינה. משם הוא הפך לסגל במספר אוניברסיטאות לאורך תקופה קצרה, והפך לראשונה לזוטר פרופסור בשטוטגרט, אז פרופסור מן המניין בברסלאו, לפני שהצטרף לאוניברסיטת ציריך כפרופסור ב 1921. שש שנותיו הבאות של שרדינגר בציריך היו מהחשובות בקריירה המקצועית שלו.

באוניברסיטת ציריך פיתח שרדינגר תיאוריה שקידמה משמעותית את ההבנה של פיזיקת הקוונטים. הוא פרסם סדרת מאמרים - בערך אחד לחודש - על מכניקת גלים. בפרט, העיתון הראשון, "כימות כבעיית ערך, "הציג מה שידוע כ- משוואת שרדינגר, כיום חלק מרכזי במכניקת הקוונטים. שרדינגר זכה בפרס נובל על תגלית זו בשנת 1933.

המשוואה של שרדינגר תיארה באופן מתמטי את האופי "הגל הגלוי" של מערכות הנשלטות על ידי מכניקת הקוונטים. בעזרת משוואה זו, שרדינגר סיפק דרך לא רק ללמוד את התנהגויות המערכות הללו, אלא גם לחזות כיצד הם מתנהגים. אף על פי שהיה דיון ראשוני רב על המשמעות של משוואת שרדינגר, מדענים פירשו זאת בסופו של דבר כהסתברות למצוא אלקטרון אי שם בחלל.

שרדינגר ניסח ניסוי מחשבה זה בתגובה ל פרשנות של קופנהגן של מכניקת הקוונטים, הקובעת כי חלקיק המתואר על ידי מכניקת הקוונטים קיים בכל המצבים האפשריים בו זמנית, עד שהוא נצפה ונאלץ לבחור מדינה אחת. להלן דוגמה: שקול אור שיכול להאיר אדום או ירוק. כשאנחנו לא מסתכלים על האור, אנו מניחים ששניהם אדום ו ירוק. עם זאת, כשאנחנו מסתכלים עליו, האור צריך להכריח את עצמו להיות אדום או ירוק וזה הצבע שאנחנו רואים.

שרדינגר לא הסכים לפרשנות זו. הוא יצר ניסוי מחשבה אחר, שנקרא החתול של שרדינגר, כדי להמחיש את דאגותיו. בניסוי החתול של שרדינגר, חתול ממוקם בתוך קופסה אטומה עם חומר רדיואקטיבי וגז רעיל. אם החומר הרדיואקטיבי התפורר הוא היה משחרר את הגז והורג את החתול. אם לא, החתול היה חי.

מכיוון שאיננו יודעים אם החתול חי או מת, הוא נחשב שניהם חיים ומתים עד שמישהו פותח את התיבה ורואה בעצמם מה מצבו של החתול. לפיכך, פשוט מביט אל תוך הקופסה, מישהו הפך את החתול לקסם חי או מת למרות שזה בלתי אפשרי.

שרדינגר לא השאיר מידע רב על המדענים והתיאוריות שהשפיעו על יצירתו שלו. עם זאת, היסטוריונים קיבצו יחד כמה מההשפעות הללו, הכוללות:

• לואי דה ברוגלי, פיזיקאי, הציג את המושג "משנה גלים. "שרדינגר קרא את התזה של דה ברוגלי וכן הערת שוליים שנכתבה על ידי אלברט איינשטיין, שדיברה בחיוב על יצירתו של דה ברוגלי. שרדינגר התבקש גם לדון בעבודתו של דה ברוגלי בסמינר בהנחיית אוניברסיטת ציריך ואוניברסיטה אחרת, ETH ציריך.
• בולצמן. שרדינגר שקל את הגישה הסטטיסטית של בולצמן לפיזיקה כ"אהבתו הראשונה במדע ", וחלק גדול מהשכלתו המדעית הלכה בעקבות המסורת של בולצמן.
• עבודתו הקודמת של שרדינגר בנושא תיאוריית הקוונטים של גזים, אשר בחנה גזים מנקודת מבטו של מכניקת הקוונטים. באחד ממאמריו על תיאוריית הקוונטים של גזים, "על תורת הגז של איינשטיין", יישם שרדינגר את התיאוריה של דה ברוגלי על גלי חומר כדי לעזור להסביר את התנהגות הגזים.

בשנת 1933, באותה שנה שבה זכה בפרס נובל, שרדינגר התפטר מהפרופסור שלו באוניברסיטת ברלין, שאליה הצטרף בשנת 1927, בתגובה להשתלטות הנאצית על גרמניה ופיטוריה של היהודים מדענים. לאחר מכן עבר לאנגליה, ובהמשך לאוסטריה. עם זאת, בשנת 1938 פלש היטלר לאוסטריה, ואילץ את שרדינגר, כיום אנטי-נאצי מבוסס, לברוח לרומא.

בשנת 1939 עבר שרדינגר לדבלין, אירלנד, שם הוא נשאר עד חזרתו לווינה בשנת 1956. שרדינגר נפטר משחפת ב -4 בינואר 1961 בווינה, העיר בה נולד. הוא היה בן 73.

• פישר א. כולנו היבטים של ישות אחת: היכרות עם ארווין שרדינגר.Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
• היטלר וו. “ארווין שרדינגר, 1887-1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• תואר שני ב. “דרכו של ארווין שרדינגר למכניקת גלים.” Opt Photonics News, 2014; 25(2): 32-39.
• מור וו. שרדינגר: חיים ומחשבה. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '; 1989.
• שרדינגר: חגיגת המאה של פולימאת. אד. קלייב קילמיסטר, הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '; 1987.
• שרדינגר א. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”אן. פיז., 1926; 79: 361-376.
• טרסי ד. הסוחר הבודד של מכניקת הקוונטים. אתר ניו יורק טיימס. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.