Erwin Schrödinger in Schrödingerjev eksperiment z mačkami

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (rojen 12. avgusta 1887 na Dunaju, Avstrija) je bil fizik, ki je opravljal prelomno delo v kvantna mehanika, polje, ki preučuje, kako se energija in snov obnašata na zelo majhnih lestvicah. Schrödinger je leta 1926 razvil enačbo, ki je napovedovala, kje v atomu se bo nahajal elektron. Leta 1933 je dobil a Nobelova nagrada za to delo, skupaj s fizikom Paul Dirac.

Hitra dejstva: Erwin Schrödinger

Schrödinger je morda bolj znan po "Schrödingerjeva mačka, "Miselni eksperiment, ki ga je zasnoval leta 1935, da bi ponazoril na težave s skupno razlago kvantne mehanike.

Schrödinger je bil edini otrok Rudolfa Schrödingerja - tovarne linoleja in oljne krpe, ki je imel je podjetje podedoval po očetu - in Georgine, hčeri profesorja kemije Rudolfove Schrödingerjeva vzgoja je poudarjala kulturno spoštovanje in napredek v znanosti in umetnosti.

Schrödingerwas je šolal učitelja in očeta doma. Pri 11 letih je vstopil na gimnazijo Akademische na Dunaju, šolo, usmerjeno v klasično izobraževanje in usposabljanje iz fizike in matematike. Tam je užival v učenju klasičnih jezikov, tuje poezije, fizike in matematike, a sovražil je spominjanje tega, kar je označil za "naključna" datuma in dejstva.

Schrödinger je nadaljeval študij na dunajski univerzi, na katero je vstopil leta 1906. Doktoriral je iz fizike leta 1910 pod vodstvom Friedricha Hasenöhrla, za katerega je Schrödinger veljal za enega svojih največjih intelektualnih vplivov. Hasenöhrl je bil študent fizika Ludwig Boltzmann, znan znanstvenik, znan po svojem delu v statistična mehanika.

Potem ko je Schrödinger doktoriral, je bil zaposlen kot asistent Franca Exnerja, še enega boltzmantskega študenta, dokler ga niso pripravili v začetku Svetovno vojno.

Leta 1920 se je Schrödinger poročil z Annemarie Bertel in se z njo preselil v Jeno v Nemčiji, da bi delal kot pomočnik fizika Maksa Wiena. Od tam je v krajšem obdobju postal fakulteta na številnih univerzah in najprej postal mladinec profesor v Stuttgartu, nato redni profesor v Breslauu, preden se je pridružil univerzi v Zürichu kot profesor v 1921. Schrödingerjevih nadaljnjih šest let v Zürichu je bilo nekaj najpomembnejših v njegovi poklicni karieri.

Na univerzi v Zürichu je Schrödinger razvil teorijo, ki je bistveno napredovala razumevanje kvantne fizike. Objavil je vrsto prispevkov - približno en na mesec - o mehaniki valov. Predvsem prvi dokument,Kvantizacija kot problem lastne vrednosti, "uvedla tisto, kar bi postalo znano kot Schrödingerjeva enačba, ki je zdaj osrednji del kvantne mehanike. Schrödinger je za to odkritje leta 1933 prejel Nobelovo nagrado.

Schrödingerjeva enačba je matematično opisala "valovito" naravo sistemov, ki jih upravlja kvantna mehanika. S to enačbo je Schrödinger omogočil, da ne le preuči vedenja teh sistemov, ampak tudi napove, kako se obnašajo. Čeprav je bilo veliko začetnih razprav o tem, kaj pomeni Schrödingerjeva enačba, so jo znanstveniki sčasoma razlagali kot verjetnost, da bodo našli elektron nekje v vesolju.

Schrödinger je ta miselni eksperiment oblikoval kot odgovor na Københavnska razlaga kvantne mehanike, ki pravi, da delček, ki ga opisuje kvantna mehanika, obstaja v vseh možnih stanjih hkrati, dokler ga ne opazimo in je prisiljen izbrati eno stanje. Tu je primer: razmislite o luči, ki lahko sveti rdeče ali zeleno. Ko ne gledamo luči, domnevamo, da je oba rdeča in zelena. Ko pa ga pogledamo, se mora svetloba prisiliti, da je rdeča ali zelena in to je barva, ki jo vidimo.

Schrödinger se s to razlago ni strinjal. Ustvaril je drugačen miselni eksperiment, imenovan Mačka Schrödingerja, da bi ponazoril svoje skrbi. V Schrödingerjevem poskusu Mačka je mačka nameščena v zaprto škatlo z radioaktivno snovjo in strupenim plinom. Če bi radioaktivna snov razpadla, bi sprostila plin in ubila mačko. Če ne, bi bila mačka živa.

Ker ne vemo, ali je mačka živa ali mrtva, se šteje oboje živi in ​​mrtvi, dokler nekdo ne odpre škatle in se sam prepriča, kakšno je stanje mačke. Tako je preprosto z gledanjem v okvirček mačka magično naredila živo ali mrtvo, čeprav je to nemogoče.

Schrödinger ni pustil veliko informacij o znanstvenikih in teorijah, ki so vplivale na njegovo delo. Vendar so zgodovinarji zbrali nekatere od teh vplivov, ki vključujejo:

• Louis de Broglie, fizik, je predstavil koncept „zadeva vali. "Schrödinger je prebral De Brogliejevo disertacijo in opombo, ki jo je napisal Albert Einstein, ki je pozitivno spregovoril o delu De Broglieja. Schrödingerja so tudi pozvali, naj se o Brogliejevem delu pogovarja na seminarju, ki sta ga organizirala Univerza v Zürichu in druga univerza ETH Zurich.
• Boltzmann. Schrödinger je Boltzmannov statistični pristop k fiziki obravnaval kot njegovo "prvo ljubezen do znanosti", velik del njegove znanstvene izobrazbe pa je sledil tradiciji Boltzmanna.
• Schrödingerjevo prejšnje delo o kvantni teoriji plinov, ki je preučevalo pline z vidika kvantne mehanike. V enem od svojih prispevkov o kvantni teoriji plinov, "O Einsteinovi teoriji plina", je Schrödinger uporabil de Brogliejevo teorijo na valovih snovi, da bi pomagal razložiti obnašanje plinov.

Leta 1933, istega leta, ko je dobil Nobelovo nagrado, je Schrödinger odstopil s profesorstvom na Univerzi v Berlin, ki se mu je pridružil leta 1927, kot odgovor na nacistični prevzem Nemčije in odpustitev Židov znanstveniki. Pozneje se je preselil v Anglijo, pozneje pa v Avstrijo. Vendar je leta 1938 Hitler vdrl v Avstrijo in prisilil Schrödingerja, zdaj že uveljavljenega protinacista, v beg v Rim.

Schrödinger se je leta 1939 preselil v Dublin na Irskem, kjer je ostal do vrnitve na Dunaj leta 1956. Schrödinger je umrl za tuberkulozo 4. januarja 1961 na Dunaju, mestu, kjer se je rodil. Imel je 73 let.

• Fischer E. Vsi smo vidiki enega samega bitja: uvod v Erwina Schrödingerja.Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
• Heitler W. “Erwin Schrödinger, 1887-1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• Mojstri B. “Pot Ervina Schrödingerja do mehanike valov.” Opt Photonics News, 2014; 25(2): 32-39.
• Moore W. Schrödinger: Življenje in misel. Cambridge University Press; 1989.
• Schrödinger: Stoletna proslava polimeta. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
• Schrödinger E. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”Ann Phys., 1926; 79: 361-376.
• Teresi D. Osamljeni rednik kvantne mehanike. Spletno mesto New York Timesa. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.