H2SO4

A világ érdekes, de ezt nem mindenki veszi észre az iskolában, vagy pedig már rég elfelejtette.
Ez a blog az ismeretterjesztésről szól. Aki minden, a blogban előforduló fogalmat ismer és ért, annak valószínűleg nem mondanak sok újat ezek a bejegyzések. Inkább azoknak szól, akik természettudományos okosságokról és butáskodásokról szeretnének valamit olvasni, (ál)tudományoskodás nélkül, egyszerű, közérthető nyelven.
Ez a blog nem tankönyv, nem törekszik teljességre, nem akar az érdeklődőre ráborítani egy kisebb kérdésnél egy egész könyvtárat. Az sem rossz, de az legyen az érdeklődő döntése.

Főző Attila László

facebook

Hozzászólások

vidzset.

Budapesti légszennyezés

Budapest szmogtérképe

A Föld által felhalmozott hő

Félholt macskák világa

2007.08.01. 20:58 :: H2SO4

A macska még mindig az egyik legjobban menedzselt háziállat. Ki tudja, hogy lenne-e akkora kíváncsiság, ha Schrödinger gondolatkísérletében egy amerikai csótány szerepelne.
Vágjunk bele, de nem ígérhetek más csak homályt és ködöt. Egy bejegyzéssel ezt a szép világot nem ismerhetjük meg, de bekukucskálunk picit.

Schrödinger macskája egy gondolatkísérlet, mely a következőről szól. Egy macskát helyezünk el egy olyan dobozban, melybe egy mérget tartalmazó fiolát is teszünk. Ha a méreg kiszabadul, a macska elpusztul. A dobozban van egy radioaktív anyag is, mely alfa-részecskék kibocsátására képes. Azonban, ahogyan az a radioaktív atommagoknál lenni szokott, nem biztos, hogy megtörténik a bomlás és kirepül az alfa-részecske. A macska élete ettől függ. Ha megtörténik a bomlás, akkor egy szerkezet kinyitja a mérget. Ha nem, akkor a macska életben marad.

No, akkor van egy dobozunk, benne egy macskával. Aggódjunk egy kicsit! Él ez a macska vagy sem? 50% az esélye, hogy él és ugyanennyi, hogy elpusztult. Van egy dobozunk egy félig élő, félig holt, furcsa állapotú macskával.
Végezzünk el egy mérést! Nyissuk ki a dobozt és nézzük meg, hogy mi a helyzet. Ha kinyitjuk és pl. a macska hulláját látjuk, abban a pillanatban eltűnik a furcsa állapot és az egyik lehetőség visszavonhatatlanul győz.
Azzal, hogy kinyitottuk a dobozt, belekényszerítettük a világot egy válaszba. Élő vagy holt. De a válasz nem mondja meg, hogy mi volt a dobozban a felnyitás előtt.

Egy másik hasonlattal is előállnék. Ezt sem én találtam ki, hanem Károlyházi Frigyes professzor úr, akinek sok ősz hajszálat és sok tudást is köszönhetek.
Egy fegyenc megszökik a börtönből. A börtön egyik oldalán mocsár van, a másik oldalán egy erdő és egy út, ami elvezet egy főúthoz. A börtönőrők a szökés után megpróbálják megbecsülni, hogy hol, milyen valószínűséggel fordul elő a gonosztevő. Számukra a rab egy, a börtön körül lebegő valószínűségi felhő. Lehet a mocsárban is, de inkább az erdőben stb. Őket a legjobban az érdekli, hogy mit csinál és hol van a szökött fegyenc. Számukra a fegyenc egy, a macskához hasonló állapotban van. Amikor elkapják, a rab hirtelen egy borostás, tetovált kéjgyilkossá változik, aki az x. fa mögött bújt el csíkos szerkóban.

A makrovilágban a testek úgy viselkednek, ahogyan évmilliók alatt megszoktuk. A mikrovilág más, és ezt csak alig egy évszázada tudjuk. A világról egy bizonyos mérettartomány alatt bizony olyan ismereteink, sejtéseink vannak, melyek a dobozban levő, furcsa állapotú, félholt macskához hasonlítanak. Az elektronokkal kapcsolatban például valószínűségi becslésekkel dolgozunk. Az elektron viselkedése furcsa. Olyan, mintha egyszerre lenne részecske és hullám is (ami eleve idegesítő), de a helyzetét sem lehet pontosan meghatározni az atomon belül. Az elméleti fizikus papírján ez a helyzet. A kísérleti fizikus ki tudja ugrasztani a nyulat (vagy macskát?) a bokorból és el tudja kapni az elektront. Az elektron ilyenkor megérzi végzetét, és mondjuk rendes részecskeként landol egy fényérzékeny ernyőn. Megtaláljuk, megvan, de egy jó nyomozó ilyenkor a fejét fogja, mivel a zsivány elektron már nem mond semmit a múltjáról. Pedig a legfontosabb az, hogy mit művel az elektron az atomban. Erről is szól a kvantummechanika.

A fizika legszebb korszakában Erwin Schrödinger egy olyan egyenletet alkotott, amely matematikai eszközökkel leírja, hogy mit művelnek az elektronok akkor, amikor nem mérünk, amikor nem ugrasztjuk be őket egy bizonyos állapotba, a "vagy-vagy" világába.

Ez a helyzet.

2 komment

Címkék: elektron macska kvantummechanika schrödinger részecske hullám

A bejegyzés trackback címe:

http://h2so4.blog.hu/api/trackback/id/tr64130322

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nádori 2007.08.06. 23:54:20

Hát bocsánat, ha értetlenkedek, de emlékeim szerint Schrödinger célja ezzel a gondolatkísérlettel őpontosan az volt, hogy rámutasson a kvantumelmélet tarthatatlanságára.
Ő ugyanis a hullámfüggvényeivel vélte leírhatónak a szubatomi eseményeket.
A kvantummechanika viszont azt is mondja, hogy (szemben mindavval, amit a tudomány az addigi 300 éves diadalmenetében állított), a megfigyelőnek van döntő szerepe abban, hogy miként viselkedik az elektron. Ha mi részecskeként akarjuk detektálni, akkor hullám lesz, ha hullámként, akkor részecske. A lényeg viszont az, hogy amíg nem kényszerítjük egy efféle választásra, addig ez is meg az, vagy 50%-ban és 50%-ban az.
A macska esete ugyanez. Amíg ki nem nyitjuk a dobozt, addig 50%-ban élő és 50%-ban holt. Valójában azt, hogy élővé vagy holttá váljon a megfigyelő kényszeríti ki azzal, hogy kinyitja a dobozt.
Schrödinger célja az volt, hogy az elmélet paradoxonára mutasson rá, hiszen mindannyian tudjuk, hogy egy macska vagy él vagy döglött (kérdezzük erről a KFT együttest).
A dolognak az már a komoly tanulsága, hogy a Schrödinger macskája egy új, afféle posztmodern értelemben vett metaéletre kelt, amiben mindenki elfogadja a mindennapi tényekkel ellenkező kijelentést.
Ballada a költészet hatalmáról, nemtelefonfülkéről kellene annak szólnia, hanem erről.

wuang · http://nanotechnologia.blog.hu/2009/07/23/abakusz_nagyfiuknak_a_kvantumszamitogep_i 2009.10.04. 11:13:32

A mikrovilág pontosan olyan mint a makrovilág, amit ismerünk. Csak el kell fogadni, hogy a hullám a vákum sajátja, a pontszerűség pedig a részecskének a tulajdonsága.