Erwin Schrödinger ja Schrödingeri kasside eksperiment

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (sündinud 12. augustil 1887 Viinis, Austrias) oli füüsik, kes tegi murrangulist tööd kvantmehaanika, väli, mis uurib, kuidas energia ja aine käituvad väga väikestes skaalades. 1926. aastal töötas Schrödinger välja võrrandi, mis ennustas, kus elektron asub aatomis. 1933. aastal sai ta a Nobeli preemia selle töö jaoks koos füüsikuga Paul Dirac.

Kiired faktid: Erwin Schrödinger

Schrödinger võib olla rohkem tuntud kui „Schrödingeri kass, ”Mõttetöö, mille ta kavandas 1935. aastal kvantmehaanika üldise tõlgendamisega seotud probleemide illustreerimiseks.

Schrödinger oli Rudolf Schrödingeri - linoleumi ja õliriide tehase töötaja - ainus laps, kellel oli pärandas äri oma isalt - ja Georgiinele, kes oli Keemia keemiaprofessor tütar Rudolfi oma. Schrödingeri kasvatus rõhutas kultuurilist väärtustamist ja edasiliikumist nii teaduses kui ka kunstis.

Schrödinger oli hariduse saanud juhendaja ja isa poolt kodus. 11-aastaselt astus ta Viini Akademische gümnaasiumi, kooli, mis keskendus füüsilisele ja matemaatikaõppele. Seal meeldis talle klassikaliste keelte, võõra luule, füüsika ja matemaatika õppimine, kuid ta vihkas meelde jätta seda, mida ta nimetas „juhuslikeks” kuupäevadeks ja faktideks.

Schrödinger jätkas õpinguid Viini ülikoolis, kuhu ta astus 1906. aastal. Füüsika doktorikraadi teenis ta 1910. aastal Friedrich Hasenöhrli juhendamisel, keda Schrödinger pidas üheks tema suurimaks intellektuaalseks mõjutajaks. Hasenöhrl oli füüsiku Ludwig Boltzmanni üliõpilane, tuntud teadlane, kes on tuntud oma töö eest statistiline mehaanika.

Pärast seda, kui Schrödinger sai doktorikraadi, töötas ta teise Boltzmanni tudengi Franz Exneri assistendina kuni värbamiseni aasta alguses Esimene maailmasõda.

1920. aastal abiellus Schrödinger Annemarie Berteliga ja kolis koos temaga Saksamaale Jenasse füüsiku Max Wieni assistendiks. Sealt sai temast lühikese aja jooksul õppejõud mitmetes ülikoolides, saades algul nooremkooliks Stuttgarti professor, seejärel Breslau täisprofessor, enne kui ta asus Zürichi ülikooli professorina Roomas 1921. Schrödingeri järgnevad kuus aastat Zürichis olid tema karjääri tähtsamad.

Zürichi ülikoolis töötas Schrödinger välja teooria, mis edendas oluliselt kvantfüüsika mõistmist. Ta avaldas terve rea lainemehaanika teemasid - umbes üks kuu. Eelkõige esimene paber „Kvantifitseerimine kui mitteväärtuse probleem, "tutvustas seda, mis saab tuntuks Schrödingeri võrrand, nüüd kvantmehaanika keskne osa. Selle avastuse eest pälvis Schrödinger 1933. aastal Nobeli preemia.

Schrödingeri võrrand kirjeldas matemaatiliselt kvantmehaanika juhitavate süsteemide "lainetaolist" olemust. Selle võrrandi abil andis Schrödinger võimaluse mitte ainult uurida nende süsteemide käitumist, vaid ka ennustada nende käitumist. Ehkki Schrödingeri võrrandi all peeti palju arutelusid, tõlgendasid teadlased seda lõpuks kui tõenäosust leida elektron kuskilt kosmosest.

Schrödinger sõnastas selle mõttekatse vastuseks küsimusele Kopenhaageni tõlgendus kvantmehaanika kohta, mis väidab, et kvantmehaanika kirjeldatud osake eksisteerib kõigis võimalikes olekus korraga, kuni seda vaadeldakse ja ta on sunnitud valima ühe oleku. Siin on näide: kaaluge valgust, mis võib põleda kas punaseks või roheliseks. Kui me valgust ei vaata, eeldame, et see on mõlemad punane ja roheline. Kuid kui me seda vaatame, peab valgus sundima olema kas punane või roheline ja see on värv, mida me näeme.

Schrödinger ei nõustunud selle tõlgendusega. Tema murede illustreerimiseks lõi ta teistsuguse mõtteeksperimendi, mille nimi oli Schrödingeri kass. Schrödingeri kassi katses pannakse kass radioaktiivse aine ja mürgise gaasi suletud kasti sisse. Kui radioaktiivne aine laguneb, vabastab see gaasi ja tapab kassi. Kui ei, siis oleks kass elus.

Kuna me ei tea, kas kass on elus või surnud, kaalutakse seda mõlemad elusana ja surnuna, kuni keegi kasti avab ja ise näeb, mis seisus kass on. Seega on keegi lihtsalt kasti vaadates muutnud kassi maagiliselt elavaks või surnuks, ehkki see on võimatu.

Schrödinger ei jätnud palju teavet tema enda tööd mõjutanud teadlaste ja teooriate kohta. Ajaloolased on siiski kokku pannud mõned neist mõjutustest, sealhulgas:

• Louis de Broglie, füüsik, tutvustas mõistet „oluline lained. "Schrödinger oli lugenud de Broglie väitekirja ja ka joonealuse märkuse, mille autor on Albert Einstein, mis rääkis de Broglie tööst positiivselt. Samuti paluti Schrödingeril arutada de Broglie tööd seminaril, mida võõrustasid nii Zürichi ülikool kui ka teine ​​ülikool, ETH Zürich.
• Boltzmann. Schrödinger pidas Boltzmanni statistilist lähenemist füüsikale oma “esimeseks armastuseks teaduses” ja suur osa tema teaduslikust haridusest järgis Boltzmanni traditsiooni.
• Schrödingeri varasem töö gaaside kvantteooria kallal, milles uuriti gaase kvantmehaanika vaatenurgast. Ühes oma raamatus gaaside kvantteooria kohta “Einsteini gaasiteoorias” rakendas Schrödinger de Broglie teooriat mateerialainete kohta, et selgitada gaaside käitumist.

1933. aastal, samal aastal võitis ta Nobeli preemia, loobus Schrödinger professorist Berliin, millega ta oli liitunud 1927. aastal vastusena natside Saksamaa ülevõtmisele ja juutide vallandamisele teadlased. Seejärel kolis ta Inglismaale ja hiljem Austriasse. Ent 1938. aastal tungis Hitler Austriasse, sundides nüüdseks natsivastaseks saanud Schrödingerit Rooma põgenema.

1939. aastal kolis Schrödinger Iirimaale Dublinisse, kuhu ta jäi kuni 1956. aastal Viini naasmiseni. Schrödinger suri tuberkuloosi 4. jaanuaril 1961 Viinis, linnas, kus ta sündis. Ta oli 73-aastane.

• Fischer E Me kõik oleme ühe olemuse küljed: sissejuhatus Erwin Schrödingerisse.Soc. Res, 1984; 51(3): 809-835.
• Heitler W. “Erwin Schrödinger, 1887–1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• Meistrid B “Erwin Schrödingeri tee lainemehaanikani.” Valiku fotoonika uudised, 2014; 25(2): 32-39.
• Moore W. Schrödinger: Elu ja mõte. Cambridge University Press; 1989.
• Schrödinger: polümaadi sajanda aastapäeva tähistamine. Toim. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
• Schrödinger E. “Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung.”Ann. Füüs., 1926; 79: 361-376.
• Teresi D. Kvantmehaanika üksildane ranger. New York Timesi veebisait. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.