Ce este pisica lui Schrödinger?

 Poate să existe ceva simultan în două stări diferite? Ei bine, se poate spune că da sau nu, cel puțin în cazul "pisicii lui Schrödinger". Expresia pisica lui Schrödinger este, de altfel, folosită umoristic ori filosofic pentru a se descrie lucruri care există în stări ambigue, paradoxale sau "indecise". De pildă, dacă aștepți un email important pentru a vedea dacă ai obținut o slujbă sau ți s-a aprobat un proiect, statutul tău este o "aplicație Schrödinger", este în același timp un succes și un eșec în mintea ta până când, în fine, primești email-ul. 

Pisica lui Schrödinger a fost, de fapt, un experiment gândit, în anul 1935, de fizicianul teoretic Erwin Schrödinger ca o obiecție față de de interpretarea mecanicii cuantice din Copenhaga. 

 

Considerată adeseori ca centrală în fizica cuantică, la fel cum legile lui Isaac Newton sunt în fizica clasică, ecuația lui Schrödinger, pusă la punct de el în anul 1926, este esențial o ecuație a undelor care descrie forma probabilității undelor (sau funcțiunile undelor) care guvernează mișcarea micilor particule și cum aceste unde se schimbă de-a lungul timpului. Soluțiile ecuației iau forma funcțiunilor undelor care poate fi asociată numai cu petrecerea probabilă a evenimentelor fizice. Schrödinger a folosit ecuația pentru a prezice calitățile unui atom de hidrogen, iar ecuația sa rămâne un fundament al mecanicii cuantice.     

                                                   

Totuși, însuși Schrödinger a fost nemulțumit de felul cum a ajuns să fie interpretată ecuația lui, în interpretarea Copenhaga (numită așa întrucât principalul său oponent, Niels Bohr, trăia în acel oraș). Spre deosebire de ecuațiile lui Newton ale mișcării, care furnizau răspunsuri concrete întrebărilor despre univers, interpretarea Copenhaga a ecuației lui Schrödinger depindea de mai abstracta noțiune a probabilității. În locul unor precise locații și cantități, mecanica cuantică poate produce numai rezultate nu mai concrete decât probabilitatea unui electron existând într-un anumit loc după un anumit interval de timp. 

Schrödinger a crezut că în vreme ce mecanica cuantică era validă în descrierea încețoșatei lumi subatomice, aplicarea fără discriminare a mecanicii cuantice conducea la consecințe stranii, așa cum a scris în lucrarea sa, "Situația prezentă a mecanicii cuantice" (1935): 

"Cineva poate chiar să stabilească cazuri ridicole. O pisică este închisă într-o cutiedin oțel, împreună cu următorul dispozitiv (care trebuie să fie securizat împotriva interferenței directe a pisicii): într-un contor Geiger este o mică parte dintr-o substanță radioactivă, atât de mică încât, în decursul primei ore, unul dintre atomi se degradează însă, de asemeni, cu probabilitatea egală de a nu face asta; și, dacă se întâmplă, tubul contorului se descarcă și, printr-un releu, declanșează un ciocan care sparge o mică sticlă de acid hidrocianic. Dacă cineva lăsa acest sistem să lucreze timp de oră, ar putea spune că pisica trăiește încă dacă, totodată, nici un atom nu s-a degradat. Funcțiunea psi a întregului sistem ar exprima asta prin a avea în el pisica atât vie, cât și moartă, (scuzați-mi expresia) amestecată în părți egale."

Pisica lui Schrödinger argumentează că, în interpretarea Copenhaga, până când un observator deschide cutia și revelează soarta pisicii, pisica este atât vie cât și moartă - o stare descrisă ca o "suprapunere". Schrödinger credea că pisica fiind atât vie cât și moartă era "cu totul ridicol" și a intenționat prin experimentul său gândit să provoace supozițiile altor oameni de știință despre mecanica cuantică. Totuși, oamenii de știință au fost de atunci capabili să plaseze particule precum ioni și fotoni în stări suprapuse. Fizicianul francez Serge Haroche  și cel american David Wineland au câștigat în 2012 Premiul Nobel pentru Fizică pentru lucrarea lor în punerea la punct de experimente pentru a crea astfel de "stări ale pisicii lui Schrödinger" în care particule pot fi observate ca fiind simultan în două stări diferite. 

Descoperiri științifice inspirate de vise