Доклады о будущих и современных технологиях

КОТ ШРЁДИНГЕРА

Н. С. Бахмицкий

Научный руководитель - Н. А. Седьмов, канд. физ.-мат. наук, доцент Ярославский государственный технический университет

Кот Шрёдингера (кошка Шрёдингера) - объект мысленного экспери­мента, предложенный Эрвином Шрёдингером - одним из основателей квантовой механики. С помощью этого опыта физик-теоретик хотел пока­зать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим.

Эксперимент заключается в следующем: в закрытый ящик помещен кот. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное ядро и ём­кость с ядовитым газом. Параметры эксперимента подобраны так, что ве­роятность того, что ядро распадётся за 1 час, составляет 50%. Распад ядра приведёт механизм в действие, откроется ёмкость с газом и кот умрёт.

Согласно квантовой механике, если над ядром не производятся ника­кие наблюдения, то его состояние описывается суперпозицией (смешение) двух состояний - распавшегося и не распавшегося ядра, следовательно, кот, находящейся в ящике, жив и мёртв одновременно.

Если ящик открыть, то экспериментатор обязан увидеть только одно конкретное состояние - «ядро распалось, кот мёртв», «ядро не распалось, кот жив».

Цель эксперимента - показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции, и кот становиться мёртвым или остаётся в живых, но перестаёт быть смешение того и другого. Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мёртвым, так как нет про­межуточного состояния между жизнью и смертью. Такое положение верно и для атомного ядра. Оно обязательно быть распавшимся или не распав­шимся.

Во всемирной интерпретации квантовой механики оба состояния кота существуют, но декогерируют. Когда наблюдатель открывает ящик, он за­путывается вместе с котом, и от этого образуются два состояния наблюда­теля, соответствующие живому и мёртвому коту, которые (состояния) не взаимодействуют друг с другом.

Впоследствии эксперимент обрёл большую популярность. Отсылки к коту Шрёдингера можно встретить в научно-популярной литературе, теле- и видеофильмах различных жанров.