Schrödinger's Cat

 

       kucing Schrödinger yaitu eksperimen pikiran, kadang kala digambarkan sebagai sebuah paradoks, yang dibentuk oleh fisikawan Austria Erwin Schrödinger pada tahun 1935. Ini menggambarkan apa yang ia lihat sebagai persoalan interpretasi Copenhagen mekanika kuantum diterapkan pada benda sehari-hari. Skenario menyajikan kucing yang mungkin secara simultan baik hidup dan mati, sebuah negara yang dikenal sebagai superposisi kuantum, sebagai jawaban dari yang terkait dengan program subatomik acak yang mungkin atau mustahil terjadi. Pikiran Percobaan juga sering ditampilkan dalam diskusi teoritis dari interpretasi mekanika kuantum. Schrödinger membuat istilah Verschränkung (keterikatan) dalam rangka berbagi eksperimen pikiran.

+Asal dan motivasi

      Schrödinger dimaksudkan eksperimen pikiran sebagai diskusi perihal EPR artikel-dinamai penulisnya Einstein, Podolsky, dan Rosen-pada tahun 1935.  Artikel EPR menyoroti sifat abnormal superposisi kuantum, di mana sistem kuantum mirip atom atau foton bisa eksis sebagai kombinasi dari beberapa negara yang sesuai dengan hasil yang mungkin berbeda. Teori yang berlaku, yang disebut interpretasi Copenhagen, menyampaikan bahwa sistem kuantum tetap dalam superposisi ini hingga berinteraksi dengan, atau diamati oleh, dunia luar, pada ketika superposisi runtuh ke dalam satu atau lain dari kemungkinan negara yang pasti. EPR penelitian memperlihatkan bahwa sistem dengan beberapa partikel dipisahkan oleh jarak yang besar bisa di superposisi tersebut. Schrödinger dan Einstein bertukar surat perihal artikel EPR Einstein, dalam perjalanan yang Einstein memperlihatkan bahwa negara dari sebuah tong yang tidak stabil mesiu akan, sesudah beberapa saat, mengandung superposisi dari kedua meledak dan negara yang belum meledak.

         Untuk menggambarkan lebih lanjut, Schrödinger menggambarkan bagaimana orang bisa, pada prinsipnya, membuat superposisi dalam sistem skala besar dengan membuatnya bergantung pada partikel kuantum yang berada di superposisi a. Ia mengusulkan skenario dengan kucing dalam ruang baja terkunci, dimana kehidupan kucing atau ajal tergantung pada keadaan atom radioaktif, apakah itu telah membusuk dan memancarkan radiasi atau tidak. Menurut Schrödinger, interpretasi Copenhagen menyiratkan bahwa kucing tetap baik hidup dan mati hingga negara diamati. Schrödinger tidak ingin mempromosikan ilham kucing hidup mati-dan-sebagai kemungkinan yang serius; sebaliknya, ia bermaksud teladan untuk menggambarkan absurditas pandangan yang ada mekanika kuantum.  Namun, semenjak ketika Schrödinger, interpretasi lain dari matematika mekanika kuantum telah dikemukakan oleh fisikawan, beberapa di antaranya menganggap "hidup dan mati" kucing superposisi sebagai cukup nyata. Dimaksudkan sebagai kritik terhadap interpretasi Kopenhagen (yang ortodoksi yang berlaku pada tahun 1935), eksperimen kucing pikiran Schrödinger tetap menjadi watu ujian yang memilih bagi interpretasi modern dari mekanika kuantum. Fisikawan sering memakai cara masing-masing penafsiran bekerjasama dengan kucing Schrödinger sebagai cara menggambarkan dan membandingkan fitur tertentu, kekuatan, dan kelemahan masing-masing penafsiran.

      Eksperimen pikiran
Schrödinger wrote: [1] [10]

      Satu bahkan sanggup mengatur kasus cukup konyol. Seekor kucing yang dijejerkan di sebuah ruang baja, bersama dengan perangkat berikut (yang harus diamankan terhadap gangguan pribadi oleh kucing): di counter Geiger, ada sedikit kecil dari zat radioaktif, sehingga kecil, bahwa mungkin dalam kursus dari jam satu atom meluruh, tetapi juga, dengan probabilitas yang sama, mungkin tidak ada; bila itu terjadi, debit tabung counter dan melalui relay melepaskan palu yang menghancurkan botol kecil asam hydrocyanic. Jika seseorang telah meninggalkan seluruh sistem ini untuk dirinya sendiri selama satu jam, satu akan menyampaikan bahwa kucing masih hidup bila sementara tidak ada atom telah membusuk. Peluruhan atom pertama akan telah meracuni itu. The psi-fungsi seluruh sistem akan mengungkapkan ini dengan mempunyai di dalamnya hidup dan kucing mati (maaf ekspresi) dicampur atau dioleskan di kepingan yang sama.

      Ini yaitu khas dari kasus ini bahwa ketidakpastian awalnya terbatas pada domain atom menjadi berkembang menjadi ketidakpastian makroskopik, yang kemudian sanggup diatasi dengan pengamatan langsung. Yang mencegah kita dari begitu naif mendapatkan sebagai sah "model kabur" untuk mewakili realitas. Dalam dirinya sendiri, itu tidak akan mewujudkan sesuatu yang tidak terang atau bertentangan. Ada perbedaan antara foto gemetar atau out-of-focus dan snapshot dari awan dan bank kabut.

                   Erwin Schrödinger, Die gegenwärtige Situasi di der Quantenmechanik (Situasi ketika ini
                   dalam mekanika kuantum), Naturwissenschaften
                  (Diterjemahkan oleh John D. Trimmer di Proceedings of American Philosophical Society)

      eksperimen pikiran populer Schrödinger menimbulkan pertanyaan, "kapan sistem kuantum berhenti ada sebagai superposisi negara dan menjadi satu atau yang lain?" (Lebih teknis, kapan sesungguhnya kuantum berhenti negara menjadi kombinasi linear dari negara, yang masing-masing ibarat negara klasik yang berbeda, dan bukannya mulai mempunyai citra klasik yang unik?) Jika kucing bertahan, ia mengingat hanya menjadi hidup. Tapi klarifikasi dari percobaan EPR yang konsisten dengan mekanika kuantum mikroskopik standar mengharuskan benda makroskopik, mirip kucing dan notebook, tidak selalu mempunyai deskripsi klasik yang unik. Pikiran percobaan menggambarkan paradoks ini. intuisi kita menyampaikan bahwa tidak ada pengamat sanggup berada dalam gabungan negara-belum kucing, sepertinya dari eksperimen pikiran, bisa menjadi gabungan tersebut. Apakah kucing yang dibutuhkan untuk menjadi seorang pengamat, atau apakah keberadaannya dalam keadaan klasik tunggal didefinisikan dengan baik memerlukan pengamat eksternal lain? Setiap alternatif sepertinya masuk logika untuk Einstein, yang terkesan dengan kemampuan eksperimen pikiran untuk menyoroti persoalan ini. Dalam sebuah surat kepada Schrödinger tanggal 1950, ia menulis:

      Anda yaitu satu-satunya fisikawan kontemporer, selain Laue, yang melihat bahwa seseorang tidak bisa mendapatkan sekitar perkiraan realitas, bila hanya satu jujur. Kebanyakan dari mereka hanya tidak melihat mirip apa permainan berisiko mereka bermain dengan realitas-realitas sebagai sesuatu yang bebas dari apa yang eksperimental didirikan. interpretasi mereka, bagaimanapun, membantah paling elegan oleh sistem Anda dari atom radioaktif + amplifier + biaya mesiu + kucing dalam kotak, di mana psi-fungsi sistem berisi kedua kucing hidup dan ditiup untuk bit. Tidak ada yang benar-benar mencurigai bahwa ada atau tidaknya kucing yaitu sesuatu yang bebas dari tindakan observasi.

      Perhatikan bahwa muatan mesiu tidak disebutkan di setup Schrödinger, yang memakai Geiger counter sebagai penguat dan racun hidrosianat bukan mesiu. mesiu telah disebutkan dalam saran orisinil Einstein untuk Schrödinger 15 tahun sebelumnya, dan Einstein membawanya ke depan untuk diskusi ini.

Interpretasi dari percobaan

      Sejak ketika Schrödinger, interpretasi lain dari mekanika kuantum telah diusulkan yang memperlihatkan jawaban berbeda untuk pertanyaan yang diajukan oleh kucing Schrödinger berapa usang superposisi terakhir dan ketika (atau apakah) mereka runtuh.

Copenhagen interpretasi

      Interpretasi yang paling umum dipegang mekanika kuantum yaitu interpretasi Copenhagen.  Dalam interpretasi Copenhagen, sistem berhenti menjadi superposisi negara dan menjadi salah satu atau yang lain ketika pengamatan berlangsung. eksperimen pikiran ini membuat terang fakta bahwa sifat pengukuran, atau pengamatan, tidak didefinisikan dengan baik dalam penafsiran ini. percobaan sanggup ditafsirkan bahwa sementara kotak ditutup, sistem secara bersamaan ada dalam superposisi dari negara-negara "membusuk inti / mati kucing" dan "undecayed inti / kucing hidup", dan bahwa hanya ketika kotak dibuka dan pengamatan dilakukan tidak fungsi gelombang runtuhnya menjadi salah satu dari dua negara.

      Namun, salah satu ilmuwan utama yang terkait dengan interpretasi Copenhagen, Niels Bohr, tidak pernah ada dalam pikiran runtuhnya pengamat diinduksi fungsi gelombang, sehingga kucing Schrödinger tidak menimbulkan teka-teki setiap kepadanya. kucing akan hidup atau mati jauh sebelum kotak dibuka oleh pengamat sadar.  Analisis eksperimen yang sesungguhnya ditemukan pengukuran itu saja (misalnya dengan Geiger counter) sudah cukup untuk runtuh fungsi gelombang kuantum sebelum ada pengamatan sadar pengukuran, meskipun keabsahan desain mereka yaitu sengketa. Pandangan bahwa "pengamatan" diambil ketika partikel dari inti hits detektor sanggup dikembangkan menjadi teori runtuhnya objektif. Pikiran Percobaan membutuhkan "pengamatan sadar" oleh detektor dalam rangka untuk pembesaran terjadi. Sebaliknya, pendekatan banyak dunia menyangkal bahwa runtuhnya pernah terjadi.

+Banyak-dunia interpretasi dan sejarah konsisten

      Pada tahun 1957, Hugh Everett merumuskan banyak dunia interpretasi mekanika kuantum, yang tidak satu dari pengamatan sebagai proses khusus. Dalam interpretasi banyak dunia, kedua negara hidup dan mati kucing bertahan sesudah kotak dibuka, tetapi decoherent dari satu sama lain. Dengan kata lain, ketika kotak dibuka, pengamat dan kucing mungkin mati dibagi menjadi pengamat melihat sebuah kotak dengan kucing mati, dan pengamat melihat sebuah kotak dengan kucing hidup. Tapi sebab negara-negara mati dan hidup yang decoherent, tidak ada komunikasi yang efektif atau interaksi di antara mereka.

      Ketika membuka kotak, pengamat terjerat dengan kucing, jadi "negara pengamat" yang sesuai dengan kucing yang hidup dan mati terbentuk; setiap negara pengamat terjerat atau terkait dengan kucing sehingga "pengamatan negara kucing" dan "negara kucing" sesuai dengan satu sama lain. decoherence Quantum memastikan bahwa hasil yang berbeda tidak mempunyai interaksi dengan satu sama lain. Mekanisme yang sama decoherence kuantum juga penting untuk interpretasi dalam hal sejarah yang konsisten. Hanya "mati kucing" atau "kucing hidup" bisa menjadi kepingan dari sejarah yang konsisten dalam penafsiran ini.

+Roger Penrose mengkritik ini:

      "Saya ingin membuat terang bahwa, mirip berdiri, ini masih jauh dari resolusi paradoks kucing. Untuk ada di formalisme mekanika kuantum yang menuntut bahwa keadaan kesadaran tidak sanggup melibatkan persepsi simultan dari hidup dan kucing mati. "

       Namun, pemandangan utama (tanpa perlu mendukung banyak-dunia) yaitu bahwa decoherence yaitu prosedur yang melarang persepsi simultan tersebut.

      Sebuah varian percobaan kucing Schrödinger, yang dikenal sebagai mesin bunuh diri kuantum, telah diusulkan oleh andal kosmologi Max Tegmark. Mengkaji percobaan kucing Schrödinger dari sudut pandang kucing, dan beropini bahwa dengan memakai pendekatan ini, satu mungkin sanggup membedakan antara interpretasi Copenhagen dan banyak-dunia.

+Ensemble interpretasi

      Interpretasi ensemble menyatakan bahwa superposisi hanyalah subensembles dari ensemble statistik yang lebih besar. Vektor negara tidak akan berlaku untuk percobaan kucing individu, tetapi hanya untuk statistik dari banyak percobaan kucing sama disiapkan. Para pendukung interpretasi ini menyatakan bahwa ini membuat Schrödinger kucing paradoks persoalan sepele, atau non-isu.

      Penafsiran ini berfungsi untuk membuang ilham bahwa sistem fisik tunggal dalam mekanika kuantum mempunyai deskripsi matematis yang sesuai untuk itu dengan cara apapun.

+Relasional interpretasi

      Interpretasi relasional tidak membuat perbedaan fundamental antara eksperimen manusia, kucing, atau aparat, atau antara bernyawa dan sistem mati; semua sistem kuantum diatur oleh hukum yang sama evolusi fungsi gelombang, dan semua sanggup dianggap "pengamat". Tetapi interpretasi relasional memungkinkan bahwa pengamat yang berbeda sanggup memperlihatkan account yang berbeda dari seri yang sama dari peristiwa, tergantung pada informasi yang mereka miliki perihal sistem. kucing sanggup dianggap pengamat aparatur; Sementara itu, eksperimen sanggup dianggap pengamat lain dari sistem dalam kotak (kucing ditambah aparat). Sebelum kotak dibuka, kucing, dengan sifat yang menjadi hidup atau mati, mempunyai informasi perihal keadaan aparatur (atom mempunyai baik membusuk atau tidak membusuk); namun eksperimen tidak mempunyai informasi perihal keadaan isi kotak. Dengan cara ini, dua pengamat sekaligus mempunyai rekening yang berbeda dari situasi: Untuk kucing, fungsi gelombang dari pegawapemerintah telah muncul untuk "runtuh"; untuk eksperimen, isi kotak tampak di superposisi. Tidak hingga kotak dibuka, dan kedua pengamat mempunyai informasi yang sama perihal apa yang terjadi, lakukan kedua negara sistem sepertinya "runtuh" ​​ke dalam hasil yang niscaya sama, kucing yang baik hidup atau mati.

+teori runtuhnya Tujuan

      Menurut teori runtuhnya objektif, superposisi dihancurkan secara impulsif (terlepas dari pengamatan eksternal) ketika beberapa threshold fisik objektif (waktu, massa, suhu, ireversibilitas, dll) tercapai. Dengan demikian, kucing akan dibutuhkan telah menetap ke dalam keadaan yang niscaya jauh sebelum kotak dibuka. Ini bisa longgar sanggup diungkapkan sebagai "kucing mengamati sendiri", atau "lingkungan mengamati kucing".

      teori runtuhnya tujuan memerlukan modifikasi mekanika kuantum standar untuk memungkinkan superposisi untuk dihancurkan oleh proses evolusi waktu. Proses ini, dikenal sebagai "decoherence", yaitu salah satu proses yang paling cepat ketika ini diketahui fisika.

+Aplikasi dan tes

      superposisi kuantum kucing Schrödinger negara dan imbas lingkungan melalui decoherence
Percobaan mirip yang dijelaskan yaitu salah satu murni teoritis, dan mesin yang diusulkan tidak diketahui telah dibangun. Namun, percobaan berhasil melibatkan prinsip-prinsip yang sama, contohnya superposisi dari relatif besar (dengan standar fisika kuantum) objek telah dilakukan. Percobaan ini tidak memperlihatkan bahwa benda kucing berukuran sanggup superposed, tapi batas atas yang dikenal di "negara kucing" telah didorong ke atas oleh mereka. Dalam banyak kasus negara yaitu berumur pendek, bahkan ketika didinginkan hingga nol sewenang-wenang dekat.

      Sebuah "negara kucing" yang telah dicapai dengan foton. Sebuah ion berilium telah terperangkap dalam keadaan disuperposisikan. Sebuah eksperimen yang melibatkan gangguan perangkat superkonduktor kuantum ( "SQUID") telah dikaitkan dengan tema eksperimen pikiran: "Keadaan superposisi tidak sesuai dengan satu miliar elektron mengalir satu arah dan satu miliar orang lain mengalir ke arah lain elektron superkonduktor bergerak. secara massal. Semua elektron superkonduktor di Squid ajaran kedua cara di sekitar loop sekaligus ketika mereka berada dalam keadaan kucing Schrödinger. "Sebuah piezoelektrik "garpu tala" telah dibangun, yang sanggup ditempatkan ke dalam superposisi bergetar dan non negara bergetar. resonator terdiri dari sekitar 10 triliun atom. Sebuah eksperimen yang melibatkan virus flu telah diusulkan. Sebuah eksperimen yang melibatkan basil dan osilator elektromekanis telah diusulkan.
Dalam quantum computing frase "negara kucing" sering mengacu pada keterikatan khusus qubit dimana qubit berada dalam superposisi yang sama dari semua menjadi 0 dan semua menjadi 1; misalnya.,


       Para peneliti di PULSE Institute Stanford dan Departemen Energi SLAC National Accelerator Laboratory telah mengeksploitasi sikap Cat ini Schroedinger untuk membuat film X-ray gerak atom dengan lebih detail dari sebelumnya. [28]


+Ekstensi

      sobat Wigner yaitu varian dari eksperimen dengan dua pengamat manusia: pertama membuat pengamatan pada apakah kilatan cahaya terlihat dan kemudian berkomunikasi pengamatan untuk pengamat kedua. Masalah di sini adalah, apakah fungsi gelombang "runtuh" ​​saat pengamat pertama melihat percobaan, atau hanya ketika pengamat kedua diinformasikan pengamatan pengamat pertama?

      Dalam perpanjangan, fisikawan terkemuka telah pergi begitu jauh dengan memperlihatkan bahwa astronom mengamati energi gelap di alam semesta pada tahun 1998 mungkin mempunyai "berkurang keinginan hidupnya" melalui pseudo-Schrödinger skenario kucing, meskipun ini yaitu sudut pandang yang kontroversial.
Sumber http://kurakuralansia.blogspot.com

Berlangganan Informasi Terbaru: