Paradoxul lui Schrödinger și mecanismul diabolic din spatele acestuia

Pisica lui Schrödinger este atât de pomenită în cultura americană, și nu numai, mai ales în sitcom-uri, încât te-ntrebi câți dintre cei care glumesc pe seama ei știu despre ce naiba este vorba. Mai ales că e vorba despre un domeniu pe care puțini oameni îl înțeleg, cel al fizicii cuantice.

Fizica sau mecanica cuantică este teoria mișcării particulelor materiale la scară atomică. Ea s-a dezvoltat la începutul secolului, în încercarea de a înțelege fenomenele care nu-și găseau explicația în fizica clasică, precum structura atomilor și interacțiunea lor cu radiația electromagnetică.

Trebuie spus de la bun început că perspectiva cuanticii este de natură statistică, iar rezultatele ei nu sunt exprimate prin valori bine determinate ale mărimilor fizice, ci prin probabilități și valori medii. Drept care una dintre noțiunile sale fundamentale este cea de incertitudine, stipulată în principiul lui Heinseberg: există perechi de mărimi fizice, de pildă poziția și impulsul, care nu pot fi determinate simultan în mod precis. Ori știi exact unde e particula, ori ce viteză are.

Destul de repede s-a observat un lucru supărător: legile cuanticii nu funcționează și la nivel supra-atomic. De ce, de ce, de ce!?, s-au întrebat, tot mai intrigați, oamenii de știință, și, pentru a pune de acord cele două lumi, universul mic și cel mare, au creat diverse teorii, numite interpretări. Desigur, însăși această denumire sporește sentimentul de incertitudine. E cam ca atunci când doi critici literari interpretează diferit o carte.

Cea mai cunoscută dintre aceste teorii e numită interpretarea Copenhaga, pentru că a fost gândită, ați ghicit, la Copenhaga, și anume de către Niels Bohr și același Werner Heisenberg, amândoi laureați ai Premiului Nobel. Faptul că primul dintre ei a lucrat ulterior la bomba atomică îl discutăm altădată. Dacă mai apucăm.

Bine, și care-i treaba cu pisica? Nemulțumit de interpretarea Copenhaga (deși, culmea, cei doi autori ai ei porniseră și de la teoriile lui), Erwin Schrödinger a imaginat un experiment mental, chestie inedită – dar să-i fim recunoscător, zic, că n-a sacrificat o pisică reală, așa cum Edison a electrocutat un biet elefant numai ca să demonstreze „pericolele utilizării curentului alternativ” (promovat de Nikola Tesla), falsul inventator al becului fiind avocatul curentului continuu.

Experimentul lui Schrödinger

Amuzant e că experimentul lui Schrödinger e citat cinematografic și conversațional într-o simplificare grosolană: bagi o mâță într-o cutie și, până nu te uiți în cutie să vezi ce mai face și de ce nu miaună – că dacă ar mieuna, dispare incertitudinea – animalul poate fi la fel de bine viu sau mort. Dacă ideea lui Schrödinger ar consta în doar atât, ar fi un truism și, evident, n-ar avea nicio legătură cu cuantica și în general cu fizica. Doar cu fizicul.

Adevăratul experiment, fie el și doar mental, sună așa: O pisică, împreună cu un flacon cu otravă, e plasată într-o cutie protejată de orice decoerență cuantică indusă de mediul extern (lăsaţi aşa și nu puneți întrebări, nu e musai să pricepem totul). Dacă un detector Geiger- Müller detectează o radiație, atunci flaconul e spart, eliberând otrava, care ucide biata pisică.

Conform interpretării Copenhaga, după un timp pisica este și vie și moartă. S-ar transfera astfel o superpoziție din interiorul unui atom către o superpoziție la scară macroscopică, cuplând pisica și atomul printr-un (citat din Schrödinger) „mecanism diabolic”. Aici nu l-a contrazis nimeni, că Edison nu era pe-acolo. Pare că austriacul, și el premiat Nobel, era iubitor de animale.

Ok, și cum a rămas? A rămas așa. Ca-n gară. Exagerez? Aș zice că nu, căci iată ce spune John G. Cramer, profesor emerit de fizică la Universitatea Washington din Seattle „În ciuda unei literaturi extinse care discută și critică

interpretarea Copenhaga a mecanicii cuantice, nicăieri nu pare să existe vreo declarație concisă care să definească pe de-a întregul interpretarea Copenhaga”. Să ne-nțelegem: există azi nenumărate dispozitive care funcţionează pe baza fizicii cuantice.

Fără ea, de pildă, nu am fi înţeles funcționarea semiconductorilor (domeniu în care, în paranteză fie spus, a strălucit savantul român Radu Grigorovici), nu am fi putut proiecta tranzistorul şi, drept urmare, nu am fi avut microprocesoare, deci calculatoare. Adăugați telefonia mobilă, unitățile DVD etc. Rezumat: cuantica e folositoare, dar greu de explicat și sursă de dispute între interpretări. Cu mecanismul diabolic strecurat în titlu, recunosc, din motive de marketing, dar dacă te gândești bine, vine de se leagă – lucrurile sunt mai delicate.

Nu numai că nu ne folosește la nimic, dar, cum se consideră că e formată din antiparticule (anti-atomii au antiprotoni, antielectroni și antineutroni, antiparticula având o sarcină opusă particulei, dar aceeași masă), dacă o particulă intră în coliziune cu antiparticula sa, cele doua se anihilează zgomotos.

Conform oamenilor de știință, la formarea universului s-au creat două cantități egale de materie și antimaterie, care ar fi trebuit să se anihileze reciproc, dar nu s-a întâmplat asta (explicație oficială) datorită unui fapt încă necunoscut, iar cantitatea de antimaterie din univers este în prezent foarte redusă. Nu ni se spune cât de redusă. Practic, atât s-a putut.

Dați Follow paginii noastre de Facebook, HotNews Science, pentru a putea primi direct, în timp real, cele mai noi informații și curiozități din lumea științei!

Sursa foto: profimediaimages.ro