Έρβιν Σρέντιγκερ στην Google με τη γάτα του Schrödinger

Ο Έρβιν Σρέντιγκερ, ο νομπελίστας φυσικός επιστήμονας είναι το τιμώμενο πρόσωπο σήμερα 12 Αυγούστου 2013 στην Google καθώς συμπληρώνονται 126 χρόνια από τη γέννησή του.Μια από τις πλέον σημαντικές ανακαλύψεις του είναι γνωστή ως κυματική Εξίσωση του Σρέντινγκερ και αυτή η ανακάλυψη έγινε επειδή οι κβαντικές συνθήκες του Μπορ δεν τον ικανοποιούσαν. Ο Σρέντινγκερ πίστευε ότι η λύση σχετιζόταν με το πρόβλημα των χαρακτηριστικών ριζών (eigenvalue

problem). Γι' αυτή του την εργασία ο Σρέντινγκερ τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ το 1933, από κοινού με τον Πολ Ντιράκ (Paul Dirac).

Ο Έρβιν Σρέντινγκερ (Erwin Schrödinger, 1887-1961) ήταν Αυστριακός φυσικός ο οποίος ασχολήθηκε με τη Στατιστική φυσική, τη Θερμοδυναμική, την Ηλεκτροδυναμική, την Κοσμολογία, τη Βιολογία, τη Φιλοσοφία, αλλά κυρίως με την Κβαντική φυσική, ανακαλύπτοντας την περίφημη κυματική εξίσωση που φέρει το όνομά του. Τιμήθηκε μαζί με τον Πολ Ντιράκ (Paul Dirac, 1902-1984) με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για τις εργασίες του πάνω στην ατομική θεωρία.

Οι φυσικοί δεν μπορούσαν να δεχτούν ότι στο κβαντικό επίπεδο υπάρχουν τέτοια φαινόμενα και για αυτό προσπαθούσαν να αντικρούσουν τη κβαντική θεωρία μέσω νοητικών πειραμάτων. Ένα από αυτά ήταν η γάτα του Schrödinger.

Ας υποθέσουμε ότι σε ένα κουτί κλείνουμε μια γάτα, ένα σφυρί, έναν απαριθμητή Γκάιγκερ-Μίλλερ(βλ. σχόλια), μια φιάλη υδροκυάνιο και μια ραδιενεργό ουσία η οποία αποτελείται, ας πούμε, από ένα άτομο. Αν η ραδιενεργός ουσία διασπαστεί, ο απαριθμητής Γκάιγκερ-Μίλλερ ενεργοποιεί έναν μηχανισμό που αφήνει το σφυρί να πέσει στη φιάλη με το υδροκυάνιο και να το σπάσει με αποτέλεσμα να σκοτώσει τη γάτα. Το άτομο της ραδιενεργούς ουσίας, ως κβαντικό αντικείμενο, μπορεί να βρίσκεται στην υπέρθεση των δυο καταστάσεων, δηλαδή να είναι και να μην είναι διασπασμένο ταυτόχρονα. Τι συμβαίνει στη γάτα;

Σε αυτή τη περίπτωση έχουμε το παράδοξο του να ζει και να μη ζει ταυτόχρονα η γάτα: όπως το άτομο είναι σε υπέρθεση δυο καταστάσεων έτσι και ο μηχανισμός θα είναι σε υπέρθεση δυο καταστάσεων, όπως το σφυρί και η φιάλη με το υδροκυάνιο, και με τη
σειρά της η γάτα που θα είναι στην υπέρθεση των καταστάσεων "ζωντανή" και "νεκρή", πράγμα που είναι απλώς αδύνατον.

Με αυτό το παράδοξο ο Schrodinger προσπάθησε να αποδείξει ότι η κβαντική θεωρία είναι λανθασμένη και ότι δεν θα μπορούσε ένα αντικείμενο, οποιουδήποτε μεγέθους, να βρίσκεται σε δυο διαφορετικές καταστάσεις ταυτόχρονα. Δυστυχώς για όσους δεν δέχονταν τη κβαντική θεωρία δεν είναι έτσι. Πληθώρα πειραμάτων έχει αποδείξει ότι γίνεται ένα σωματίδιο να είναι σε πολλές καταστάσεις ή σε πολλά μέρη ταυτόχρονα, όπως και κάθε παραξενιά της κβαντικής θεωρίας έχει επαληθευτεί πειραματικά. Η επιβεβαίωση των προβλέψεων της κβαντικής θεωρίας σήμανε το τέλος του ντετερμινισμού και μας έδειξε ότι το σύμπαν δεν διέπεται σε όλα του τα επίπεδα από κλασικούς νόμους, τέτοιους ώστε να μπορούμε να προβλέψουμε το μέλλον του.

Αν όμως υπάρχει όντως υπέρθεση ποια θα ήταν η μοίρα της γάτας του Schrödinger; Αυτό δεν έχει απαντηθεί με σιγουριά, ωστόσο υπάρχουν διάφορες υποθέσεις για το ποιο θα ήταν το αποτέλεσμα, με την ερμηνεία της Κοπεγχάγης να κυριαρχεί στην επιστημονική κοινότητα ενώ όλο και περισσότεροι να θεωρούν εξίσου λογική την υπόθεση των παράλληλων συμπάντων.

Μερικοί από τους μεγαλύτερους φυσικούς δέχονται την υπόθεση των παράλληλων συμπάντων ως απάντηση στο τι θα πάθαινε η γάτα. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση για κάθε δυνατή κβαντική κατάσταση υπάρχει ένα παράλληλο σύμπαν. Στη προκειμένη περίπτωση υπάρχει ένα σύμπαν στο οποίο η φιάλη δεν θα έσπαγε και ένα άλλο που θα έσπαγε σκοτώνοντας τη γάτα, υπόθεση που έχει με το μέρος της μεγάλο μέρος των θεωρητικών φυσικών. Σύμφωνα με αυτό υπάρχουν άπειρα παράλληλα σύμπαντα, όπως οι δυνατές καταστάσεις των κβάντων, και κάθε στιγμή δημιουργούνται νέα.

Πολλά βιβλία εκλαϊκευμένης φυσικής υιοθετούν αυτό το σκεπτικό και δεν είναι λίγοι οι φυσικοί που υποστηρίζουν ότι στο απώτερο μέλλον θα μπορέσουμε να διαφύγουμε σε κάποιο παράλληλο σύμπαν για να σωθούμε από το αναπόφευκτο τέλος του δικού μας. Ωστόσο η θεωρία των παράλληλων συμπάντων δεν είναι η μοναδική που λύνει το παράδοξο της γάτας του Schrödinger.

Madata