การทดลองทางความคิดที่เรียกว่าแมวของSchrödingerเป็นหนึ่งในแนวคิดที่มีชื่อเสียงที่สุดและเข้าใจผิดในกลศาสตร์ควอนตัม ด้วยการคิดอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับเรื่องนี้นักวิจัยจึงได้รับข้อมูลเชิงลึกที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับความเป็นจริงทางกายภาพ
ใครมากับแมวของSchrödingerบ้าง
นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียเออร์วินชโรดิงเงอร์ซึ่งช่วยสร้างวินัยของกลศาสตร์ควอนตั้มได้ค้นพบครั้งแรกของปริศนาแมวในปี 1935 ในฐานะที่เป็นคำอธิบายเกี่ยวกับปัญหาที่เกิดขึ้นในตอนแรกโดย Albert Einstein ผู้ทรงคุณวุฒิ
ในขณะที่การพัฒนาความเข้าใจใหม่ของพวกเขาเกี่ยวกับอาณาจักรย่อยเพื่อนร่วมงานของ Einstein และSchrödingerส่วนใหญ่ได้ตระหนักว่าหน่วยควอนตัมแสดงพฤติกรรมที่แปลกประหลาดอย่างมาก นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr สนับสนุนความเข้าใจว่าอนุภาคอย่างอิเล็กตรอนไม่ได้มีคุณสมบัติที่ชัดเจนจนกว่าจะทำการวัด ก่อนหน้านั้นอนุภาคมีอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าการทับซ้อนของรัฐด้วยเช่นโอกาส 50% ของการมุ่งเน้น "ขึ้น" และโอกาส 50% ในการมุ่งเน้น "ลง"
โดยเฉพาะอย่างยิ่งไอน์สไตน์ไม่ชอบคำอธิบายที่เด็ดขาดนี้ เขาต้องการที่จะรู้ว่าจักรวาลรู้ว่ามีใครบางคนกำลังวัดบางอย่าง Schrödingerเน้นเรื่องไร้สาระนี้กับแมวตัวโตของเขา
สมมติว่ามีคนสร้างการคุมกำเนิดที่แปลกประหลาดSchrödingerเขียนในกระดาษ 2478 ที่เรียกว่า "สถานการณ์ปัจจุบันในกลศาสตร์ควอนตัม" อุปกรณ์ประกอบด้วยกล่องที่มีขวดไซยาไนด์ที่ปิดผนึกไว้ด้านบนซึ่งถูกแขวนไว้กับค้อนที่ติดกับเคาน์เตอร์ไกเกอร์ซึ่งเล็งไปที่ก้อนเล็ก ๆ ของยูเรเนียมกัมมันตรังสีอย่างอ่อนโยน ข้างในกล่องยังมีคิตตี้ (และจำไว้ว่านี่เป็นการทดลองทางความคิดที่ไม่เคยมีมาก่อน)
กล่องถูกปิดผนึกและการทดสอบนั้นถูกปล่อยให้ทำงานตามระยะเวลาที่กำหนดไว้อาจใช้เวลาหนึ่งชั่วโมง ในเวลานั้นยูเรเนียมซึ่งอนุภาคเชื่อฟังกฎของกลศาสตร์ควอนตัมมีโอกาสเปล่งรังสีที่จะถูกหยิบขึ้นมาโดยเคาน์เตอร์ไกเกอร์ซึ่งจะส่งค้อนและทุบขวดฆ่าแมว โดยพิษไซยาไนด์
ตามคนอย่างบอร์จนกระทั่งกล่องถูกเปิดออกและสถานะของแมวคือ "วัด" มันจะยังคงอยู่ในการทับซ้อนของทั้งชีวิตและผู้ตาย คนอย่างไอสไตน์และชโรดิงเงอร์มีความเป็นไปได้ดังกล่าวซึ่งไม่สอดคล้องกับทุกสิ่งที่ประสบการณ์ปกติของเราบอกเรา - แมวเป็นสัตว์ที่มีชีวิตหรือตายไม่ใช่ทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน
“ ฟิสิกส์ของยูนตัมขาดองค์ประกอบที่สำคัญเรื่องราวเกี่ยวกับการเรียงตัวกับสิ่งต่าง ๆ ในโลก” อดัมเบคเกอร์นักข่าววิทยาศาสตร์เขียนในหนังสือของเขาว่า (หนังสือพื้นฐาน, 2018) "จำนวนอะตอมของปรากฏการณ์ที่ควบคุมโดยควอนตัมฟิสิกส์ก่อให้เกิดโลกที่เราเห็นรอบตัวเราอย่างไร"
แมวSchrödingerเป็นของจริงหรือไม่?
แมวของSchrödingerตัดกับหัวใจของสิ่งที่แปลกประหลาดเกี่ยวกับการตีความความจริงของ Bohr: การขาดเส้นแบ่งที่ชัดเจนระหว่างควอนตัมและอาณาจักรทุกวัน ในขณะที่คนส่วนใหญ่คิดว่ามันเป็นตัวอย่างในการสนับสนุนของอนุภาคที่ขาดคุณสมบัติที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนจนกว่าพวกเขาจะถูกวัดความตั้งใจดั้งเดิมของSchrödingerเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามที่แน่นอนเพื่อแสดงให้เห็นว่าความคิดดังกล่าวไร้สาระ ทว่านักฟิสิกส์หลายคนเพิกเฉยต่อปัญหานี้เป็นเวลาหลายสิบปี
แต่เริ่มต้นในปี 1970 นักวิจัยสามารถแสดงให้เห็นว่าอนุภาคควอนตัมสามารถสร้างขึ้นในรัฐที่สอดคล้องกันเสมอ - ดังนั้นหากหนึ่งแสดงการวางแนว "ขึ้น" อื่น ๆ จะเป็น "ลง" - ปรากฏการณ์ที่Schrödingerเรียกว่าพัวพัน . งานดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการคำนวณควอนตัมที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งสัญญาว่าจะผลิตเครื่องคำนวณที่เร็วกว่าเทคโนโลยีในปัจจุบัน
ในปี 2010 นักฟิสิกส์ยังสามารถสร้างแมวSchrödingerในโลกแห่งความเป็นจริงได้แม้ว่าจะเป็นวิธีที่ไม่เกี่ยวข้องกับยาฆ่าแมลง (อาคาการฆ่าคิตตี้) มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาบาร์บาร่านักวิทยาศาสตร์สร้าง resonator โดยทั่วไปแล้วเป็นส้อมเสียงขนาดเล็กขนาดของพิกเซลบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ พวกเขาวางมันลงในภาพซ้อนทับซึ่งมันทั้งสั่นและไม่สั่นในเวลาเดียวกันแสดงให้เห็นว่าวัตถุที่ค่อนข้างใหญ่สามารถครอบครองรัฐควอนตัมที่แปลกประหลาด
การทดลองล่าสุดทำให้กลุ่มอะตอมสูงถึง 2,000 อะตอมในสถานที่ต่างกันสองแห่งในเวลาเดียวกันทำให้เส้นแบ่งระหว่างกล้องจุลทรรศน์และจุลภาคเบลอมากขึ้น ในปีพ. ศ. 2562 นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์สามารถทำการถ่ายภาพโฟตอนที่พันกันได้โดยใช้กล้องพิเศษที่ถ่ายภาพเมื่อโฟตอนปรากฏขึ้นพร้อมกับคู่ที่พันกัน
ในขณะที่นักฟิสิกส์และนักปรัชญายังไม่เห็นด้วยกับวิธีคิดเกี่ยวกับโลกควอนตัมความเข้าใจของSchrödingerได้สร้างช่องทางการวิจัยที่มีผลมากมายและมีแนวโน้มที่จะทำเช่นนี้ต่อไปในอนาคตอันใกล้
