گربه شرودینگر

تو دنیای میکروسکوپی (دنیای اشیاء بزرگ) همه چیز به نظر ساده میاد. ولی تو دنیای زیراتمی (دنیای اشیاء کوچیک مثل الکترون ها) اوضاع خیلی متفاوت‌ تره. تو این پست به این آزمایش جالب میپردازیم.

گربهٔ شرودینگر یه آزمایش فکریه که در سال ۱۹۳۵ اروین شرودینگر، فیزیکدان اتریشی، ابداع کرد. این آزمایش گاهی به‌صورت پارادوکس تعریف میشه. یکی از اصول عجیب کوانتومی اینه که ذرات میتونن همزمان چندین حالت مختلف داشته باشن که این پدیده رو "ابرموضعی" یا "هم‌زمانی" میگن. شرودینگر برای پیدا کردن اصل دنیای میکروسکوپی ازمایش گربه معروفش رو طراحی کرد.

تو این آزمایش ذهنی، تصور کنین که یه گربه رو در یک جعبه بسته قرار دادید. داخل این جعبه چند چیز دیگه‌هم هست: یک اتم رادیواکتیو: این اتم خاصیت عجیبی داره. ممکنه تو یک ساعت آینده تجزیه بشه و ممکنه تجزیه نشه، این فرآیند کاملاً تصادفیه. شمارشگر گایگر: وسیله‌ای که تجزیه اتم رو تشخیص میده. بطری سم: اگر شمارشگر گایگر تجزیه اتم رو تشخیص بده، بطری سم میشکنه. گربه‌ای بی‌خبر: که سرنوشتش به وضعیت اتم بستگی داره. وضعیت گربه: زنده، مرد*ه، یا هر دو؟

تا زمانی که جعبه بسته‌س، ما نمیدونیم که اتم تجزیه شده یا نه. اگر اتم تجزیه بشه، شمارشگر گایگر فعال میشه، بطری سم شکسته میشه، و گربه می‌*میره. اگر اتم تجزیه نشه، گربه زنده میمونه. اما اینجاست که مسئله عجیب میشه: طبق قوانین مکانیک کوانتومی، تا وقتی جعبه باز نشده، گربه در حالت ابرموضعیه، یعنی هم زنده است و هم مرد*ه. این دو حالت هم‌زمان وجود دارن، اما تنها وقتی جعبه رو باز کنیم و داخل اون رو ببینیم، یکی از این حالت‌ها واقعی میشه.

مفهوم ابرموضعی: چرا گربه هم زنده است و هم مرد*ه؟ ابرموضعی یعنی یک ذره میتونه هم‌زمان در چندین حالت مختلف باشه. این مفهوم در دنیای زیراتمی کاملاً طبیعیه.

آزمایش گربه شرودینگر تفسیرهای مختلفی داره: برخی معتقدن که با باز کردن جعبه، عمل مشاهده باعث فروپاشی تابع موج کوانتومی اتم و تعیین سرنوشت گربه (زنده یا مر*ده) میشه. برخی دیگر استدلال می‌کنن که کل سیستم (گربه، جعبه، اتم و غیره) یه سیستم کوانتومی واحد رو تشکیل میده و فروپاشی تابع موج در سطح کل سیستم رخ میده.

آزمایش گربه شرودینگر، صرف نظر از تفسیرش، به عنوان یکی از نمادین‌ترین ایده‌ها در فیزیک کوانتوم باقی مونده. این آزمایش به ما کمک می‌کنه تا مفاهیم پیچیده مکانیک کوانتوم رو درک کنیم و به ما یادآوری می‌کنه که دنیای کوانتومی چقدر با دنیای میکروسکوپی که در اون زندگی می‌کنیم متفاوته. علاوه بر این، آزمایش گربه شرودینگر کاربردهای مختلفی در زمینه‌های مختلف از جمله محاسبات کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی و هوش مصنوعی کوانتومی پیدا کرده.