دانشنامهمفهوم
گربه شرودینگر Schrödinger's cat
گربهٔ شرودینگر آزمایش فکری‌ای است که اروین شرودینگر در ۱۹۳۵ مطرح کرد تا نشان دهد اگر برهمنهی کوانتومی را به اشیای بزرگ تعمیم دهیم، به نتیجهای عجیب می‌رسیم.
گربهٔ شرودینگر مشهورترین آزمایش فکری فیزیک است و اغلب برای توضیح عجایب مکانیک کوانتومی به کار می‌رود، هرچند شرودینگر آن را برای نقد یک تفسیر ساخته بود، نه تبلیغ آن.
داستان آزمایش فکری چیست؟
گربه‌ای در جعبه‌ای در بسته است. در جعبه مادهٔ پرتوزایی هست که در یک ساعت با احتمال پنجاه درصد یک اتم آن فروپاشی می‌کند. اگر اتم فروپاشد، شمارنده‌ای چکشی را فعال می‌کند، شیشهٔ سم می‌شکند و گربه می‌میرد. اگر فروپاشی رخ ندهد، گربه زنده می‌ماند.
بنا بر مکانیک کوانتومی و تفسیر کپنهاگی، تا وقتی کسی جعبه را نگشوده، اتم در برهمنهی «فروپاشیده» و «نفروپاشیده» است. چون سرنوشت گربه به اتم گره خورده، به‌ظاهر گربه هم باید همزمان زنده و مرده باشد. شرودینگر این نتیجه را پوچ می‌دانست و میخواست نشان دهد تفسیر باید ایرادی داشته باشد.
چرا این آزمایش مهم است؟
مسئلهٔ اصلی «مسئلهٔ اندازهگیری» است: برهمنهی کوانتومی در مقیاس اتم درست دیده می‌شود، اما هیچ‌گاه گربهٔ نیمه‌زنده ندیده‌ایم. مرز میان جهان کوانتومی و جهان روزمره کجاست؟ این پرسش هنوز بحث فیزیک‌دانان است. موضوع به درهم‌تنیدگی کوانتومی هم مربوط است، چون گربه و اتم در این آزمایش درهم‌تنیده می‌شوند.
تفسیرهای گوناگون
- تفسیر کپنهاگی: اندازهگیری حالت را «فرو می‌ریزد» و تعیین می‌کند.
- تفسیر جهان‌های چندگانه: هر دو نتیجه رخ می‌دهند و در شاخه‌های جداگانه از جهان.
- ناهم‌دوسی (دکوهرانس): برهمکنش با محیط، برهمنهی را در کسری ناچیز از ثانیه برای اشیای بزرگ از بین می‌برد.
امروزه دکوهرانس توضیحی پذیرفته برای این است که چرا گربه هرگز در حالت نیمه‌زنده دیده نمی‌شود، هرچند همهٔ مسئله را حل‌شده نمی‌دانند.
آیا گربهٔ واقعی در کار است؟
هیچ آزمایش واقعی با گربه انجام نشده و قرار هم نیست. اما آزمایشگاه‌ها «گربههای کوچک» ساخته‌اند، یعنی برهمنهی اتم‌ها و مولکول‌های نسبتاً بزرگ و حتی اجسام میکروسکوپی.
پرسش‌های رایج
### آیا گربهٔ شرودینگر واقعاً هم زنده است و هم مرده؟
در این آزمایش فکری، به شرط پذیرفتن برهمنهی برای اشیای بزرگ، بله؛ اما خود شرودینگر آن را برای نشان دادن پوچی چنین نتیجهای مطرح کرد. در واقعیت گربه همیشه یا زنده است یا مرده.
### شرودینگر این آزمایش را برای چه ساخت؟
برای انتقاد از تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتومی. او میخواست نشان دهد دامن زدن به برهمنهی در مقیاس اشیای روزمره نتیجهای نامعقول میدهد.
### برهمنهی کوانتومی چیست؟
یعنی سامانهای کوانتومی میتواند در ترکیبی از چند حالت ممکن باشد و فقط با اندازهگیری یکی از آنها آشکار شود.
### چرا گربههای بزرگ برهمنهی نشان نمیدهند؟
چون هر جسم بزرگ پیوسته با محیط (هوا، نور، گرما) برهمکنش دارد و این برهمکنشها برهمنهی را فوراً از بین میبرند.
تصویر روز ناسا
جهان را دو نیم کن۴ اردیبهشت ۱۴۰۱