Teoria de Schrödinger: descrição, características, experiências e aplicação

O artigo descreve o que é a teoria de Schrödinger. A contribuição deste grande cientista para a ciência moderna é mostrada, e também o experimento de pensamento sobre um gato inventado por ele é descrito. Em resumo, o escopo deste tipo de conhecimento é delineado.

Erwin Schrödinger

O gato notório, que não está vivo nem morto,agora eles são usados ​​em todos os lugares. Sobre ele filmes são feitos, em sua homenagem são chamados de comunidades sobre física e animais, existe até mesmo uma marca desse tipo de roupa. Mas na maioria das vezes as pessoas querem dizer um paradoxo com um gato infeliz. Mas sobre o seu criador, Erwin Schrödinger, por via de regra, esquece-se. Ele nasceu em Viena, que era então parte da Áustria-Hungria. Ele era filho de uma família muito bem educada e rica. Seu pai, Rudolph, produziu linóleo e investiu dinheiro, inclusive em ciência. Sua mãe era filha de um químico e Erwin costumava ouvir as palestras da academia de seu avô.

Desde que uma das avós do cientista foiuma inglesa, desde a infância ele estava interessado em línguas estrangeiras e dominava perfeitamente o inglês. Não surpreendentemente, Schrödinger era o melhor da turma todos os anos, e na universidade ele fazia perguntas difíceis. A ciência do início do século XX já revelou inconsistências entre a física clássica mais compreensível e o comportamento das partículas do micro e do nanomundo. Erwin Schrödinger desistiu de todas as forças para resolver as contradições.

Contribuição para a ciência

Para começar, é necessário dizer que esse físicoenvolvido em muitos campos da ciência. No entanto, quando dizemos "teoria de Schrodinger", queremos dizer não a descrição matematicamente estruturada da cor criada por ele, mas uma contribuição para a mecânica quântica. Naqueles dias, tecnologia, experimento e teoria andavam de mãos dadas. A foto desenvolvida, os primeiros espectros foram gravados, o fenômeno da radioatividade foi descoberto. Os cientistas que receberam os resultados interagiram de perto com os teóricos: eles concordaram, complementaram um ao outro, argumentaram. Novas escolas e ramos da ciência foram criados. O mundo jogou em cores muito diferentes e a humanidade recebeu novos enigmas. Apesar da complexidade do aparato matemático, é possível descrever o que a teoria de Schrödinger é em linguagem clara.

Mundo quântico - é fácil!

Sabe-se agora que a escala dos dados investigadosobjetos afetam diretamente os resultados. objetos olho visível obedecer os conceitos da física clássica. A teoria de Schrödinger é aplicável aos órgãos do tamanho de cem a cem nanômetros ou menos. Mas, acima de tudo, é tudo sobre os átomos individuais e partículas mais pequenas. Assim, cada elemento de microssistemas tem simultaneamente as propriedades de ambos partícula e onda (dualidade onda-partícula). Do mundo material para os elétrons, prótons, nêutrons, e assim por diante. N. é o peso inerente e inércia relacionada, velocidade, aceleração. A partir de onda teóricas - parâmetros tais como frequência e ressonância. A fim de entender como é possível simultaneamente, e por que eles não podem ser separados um do outro, os cientistas precisam rever todos ideia geral da estrutura da matéria.

A teoria de Schrödinger implica quematematicamente essas duas propriedades são conectadas através de uma certa construção, chamada de função de onda. Encontrar uma descrição matemática desse conceito trouxe a Schroedinger um prêmio Nobel. No entanto, o significado físico atribuído a ele pelo autor não coincide com as noções de Bohr, Sommerfeld, Heisenberg e Einstein, que fundaram a chamada interpretação de Copenhague. Daí o "paradoxo do gato" surgiu.

Função de onda

Quando se trata do micromundo das partículas elementares,perder significado dos conceitos inerentes às macroescalas: massa, volume, velocidade, tamanho. E as probabilidades vêm para os seus. Objetos desse tamanho são impossíveis para uma pessoa consertar - apenas métodos mediados de estudo são acessíveis às pessoas. Por exemplo, tiras de luz em uma tela sensível ou em um filme, o número de cliques, a espessura do filme sendo pulverizado. Todo o resto é a área de cálculos.

A teoria de Schrödinger é baseada em equações quetrouxe esse cientista. E seu componente integral é a função de onda. Descreve exclusivamente o tipo e propriedades quânticas da partícula sob investigação. Acredita-se que a função de onda mostre o estado, por exemplo, de um elétron. No entanto, ela mesma, ao contrário das ideias de seu autor, não tem significado físico. É apenas uma ferramenta matemática útil. Como neste artigo apresentamos a teoria de Schrödinger em palavras simples, digamos que o quadrado da função de onda descreve a probabilidade de encontrar um sistema em um estado predeterminado.

Gato como um exemplo de um macroobjeto

Com esta interpretação, que é chamadaCopenhague, o próprio autor não concordou até o final de sua vida. Ele se distraiu com a indefinição do conceito de probabilidade e insistiu na visibilidade da função em si, não em seu quadrado.

Como exemplo da insolvência de tais representações,ele argumentou que, nesse caso, o microcosmo influenciaria objetos macro. A teoria do gato de Schrödinger afirma: se em uma caixa selada para colocar um organismo vivo (por exemplo, cat) e uma cápsula com gás venenoso, que se abre quando um elemento radioativo decai, e permanece fechado, se a quebra ocorre, temos o paradoxo antes de abrir a caixa. De acordo com conceitos quânticos, o átomo de um elemento radioativo com uma certa probabilidade durante um certo período de tempo se desintegrará. Assim, antes da detecção experimental, o átomo é integral e intacto. E, de acordo com a teoria de Schroedinger, para a mesma parcela de probabilidade, o gato está simultaneamente morto, mas de outra forma vivo. Isso, você vai concordar, é absurdo, por ter aberto a caixa, vamos encontrar apenas um estado do animal. E em um recipiente fechado, ao lado da cápsula mortal, o gato vivo ou morto, pois estes indicadores são discretos e não envolvem variantes intermediárias.

Este fenômeno é concreto, mas ainda nãofim, a explicação comprovada: na ausência de condições limitantes de tempo para determinar o estado específico de um gato hipotético, essa experiência é, sem dúvida, paradoxal. No entanto, as regras da mecânica quântica não podem ser usadas para macro-objetos. Precisamente para traçar um limite entre o microcosmo e o ordinário ainda não aconteceu. No entanto, um animal do tamanho de um gato, sem dúvida, é um objeto macro.

A aplicação da mecânica quântica

Quanto a qualquer fenômeno, mesmo teórico,surge a questão de como o gato Schrodinger pode ser útil. A teoria do big bang, por exemplo, baseia-se precisamente nos processos relacionados a esse experimento mental. Tudo o que se relaciona com velocidades ultra-altas, a estrutura super-pequena da matéria, o estudo do universo como tal, é explicado, entre outras coisas, pela mecânica quântica.