Kako bi objasnio neke krajnje neočekivane eksperimentalne rezultate, Ervin Šredinger (1887–1961), jedan od tvoraca kvantne mehanike, objavio je 1926. godine četiri članka koji su dali ogroman doprinos teorijskoj fizici, ali i ljudskom razmišljanju uopšte. Za svoj rad nagrađen je Nobelovom nagradom.

Ali, kakva je to Šredingerova mačka? Reč je o tumačenju čuvenog eksperimenta sa difrakcijom elektrona na dva otvora u kome se pokazuju neverovatne osobine kvantnih objekata koji se inače opisuju Šredingerovom jednačinom.

Naime, ovaj ogled pokazuje da kvantni objekti istovremeno mogu biti u više različitih, takozvanih probabilističkih stanja.

Kad neki talas naiđe na dva otvora, on prolazi kroz oba i na zidu sa druge strane pravi interferencionu sliku. Time se pokazuje da je kroz otvore prošao talas, a slika na zidu je zbor dva različita stanja. Za razliku od talasa, prema ljudskoj intuiciji, čestice ne bi smele da prolaze kroz oba otvora i da na zidu iza njih stvaraju interferenciju. Kad jedna čestica prođe kroz jedan otvor u jednom trenutku, njeno stanje se ni sa čim ne sabira. Kad prođe kroz oba, stanja se sabiraju. Postoji verovatoća od 50% da elektron prođe kroz jedan, a 50% da prođe kroz drugi otvor. Međutim, difrakcija na dva otvora pokazuje da elektroni zaista prave interferencionu sliku. Kao da istovremeno prolaze kroz oba otvora. To znači da se sabiraju stanja prolaska kroz jedan i drugi otvor.

Da bi se što bolje razumela probabilistička priroda kvantnog sveta, može se razmotriti ogled sa  Šredingerovom mačkom. U prikazanoj varijanti ovog ogleda, Gajgerov brojač lovi radioaktivne čestice koje se emituju sa verovatnoćom od 50%. To znači da će se od sto slučajeva, čestica emitovati 50 puta, a 50 puta neće. Kad se čestica emituje, Gajgerov brojač se okine, posle čega pada čekić i lomi bočicu sa otrovom. Tada mačka umire. Ako se ne emituje čestica, mačka ostaje živa. Međutim, kao i kod difrakcije na dva otvora, Šredingerova jednačina dopušta i rešenja koja su zbir ova dva različita slučaja. To znači da je mačka istovremeno i živa i mrtva. Kako je to moguće?

Po tumačenju koje je razvila Kopenhaška škola kvantne mehanike, sve zavisi od toga šta se u ogledu posmatra. Kad god ekperimentator gleda, dolazi do takozvanog kolapsa talasne funkcije u klasično stanje, pa će posmatrač uvek videti mačku ili živu ili mrtvu. Međutim, neka savremena tumačenja kvantne mehanike naprosto prihvataju tu situaciju u kojoj je mačka istovremeno i živa i mrtva. Stvarnost se cepa na dva multiverzuma – u  jednom multiverzumu je mačka živa, u drugom mrtva.

Marija Vidić

Izvor: Elementarijum

Tekstovi o nauci na portalu Pulsa

  Elementarijum, fizika, kvantna fizika, Nauka, Šredinger, Šredingerova mačka