Ludzie kosmosu: Erwin Schrödinger

Austriacki fizyk teoretyk, jeden z twórców mechaniki kwantowej, laureat Nagrody Nobla z dziedziny fizyki w 1933 roku, mimo to większość z nas kojarzy go tylko z jego fikcyjnym kotem. Dzisiejszy artykuł jest poświęcony fizykowi, który za sprawą swojego równania oraz eksperymentu myślowego stał się nieśmiertelny.

Osiągnięcia

Erwin ukończył studia z fizyki oraz matematyki, a następnie wykładał na wielu uniwersytetach, między innymi na Uniwersytecie Wrocławskim. W 1926 roku opublikował cztery artykuły, które zapoczątkowały falowe spojrzenie na mechanikę kwantową. Jest autorem równania falowego, które pozwala opisać stan materii w mechanice kwantowej. W 1933 roku, wraz z Paulem Dirakiem, został uhonorowany Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki za swój wkład w poznawanie natury atomów i materii. Jego książka pod tytułem „What is Life?” (1944 r.) zainspirowała wielu twórców biologi molekularnej, w tym laureatów Nagrody Nobla Francisa Cricka oraz Jamesa D. Watsona. Stworzył podwaliny rachunku zaburzeń, zajmował się również termodynamiką statystyczną i teorią barw. Został odznaczony niemieckim orderem Pour le Mérite oraz austriacką Honorową Odznaką za Naukę i Sztukę.

 

Erwin Schrödinger na banknocie 1000 szylingów austriackich.

 

Kot Schrödingera

W 1935 roku Erwin Schrödinger opublikował artykuł pod tytułem „Obecna sytuacja w mechanice kwantowej”. Opisał w nim problemy, wynikające z wykorzystywania kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej w odniesieniu do obiektów makroskopowych. Zaproponował w nim eksperyment myślowy, w którym hipotetycznego kota zamykamy w pudle z pojemnikiem z trucizną. Do pojemnika wkładamy jeszcze źródło promieniotwórcze w postaci jednego nietrwałego atom oraz detektor promieniowania, który w chwili wykrycia rozpadu tego atomu uwalnia trujący gaz. Po upływie czasu połowicznego rozpadu charakterystycznego dla danego atomu istnieje pięćdziesięcioprocentowe prawdopodobieństwo, że kot jest martwy i takie samo prawdopodobieństwo, że jest nadal żywy. Jednakże zgodnie z regułami interpretacji kopenhaskiej, do momentu przeprowadzenia pomiaru, jego stan jest nieokreślony – kot jest jednocześnie żywy i martwy. W rzeczywistości przeprowadzenie takiego eksperymentu z takimi konsekwencjami jest niemożliwe, ponieważ dowolny kot składa się z ogromnej liczby atomów, które oddziaływają ze sobą nawzajem i uśredniają swój stan kwantowy, pozostając bardzo daleko od zasięgu efektów świata kwantowego. Mimo to eksperyment stał się atrakcyjnym motywem często wykorzystywanym w literaturze, grach i filmach.

„Jesteś jedynym współczesnym fizykiem, oprócz Laue, który widzi, że nie można obejść rzeczywistości. Większość z nich po prostu nie widzi, w jaką ryzykowną grę grają z rzeczywistością – rzeczywistością jako czymś niezależnym od tego, co ustali się eksperymentalnie. Ich interpretacja została elegancko obalona przez twój eksperyment myślowy. Nikt przecież nie wątpi, że obecność lub nieobecność kota jest czymś niezależnym od aktu obserwacji”

– Albert Einstein w liście do Erwina Schrödingera, rok 1950.

Schrödinger swoim eksperymentem myślowym miał na celu pokazanie słabość interpretacji kopenhaskiej. Albert Einstein był jej głównym przeciwnikiem, z tego powodu cieszył się z poparcia od Erwina Schrödingera. Po wielu latach, za sprawą nierówności Bella, okazało się, że Albert Einstein wraz z Erwinem Schrödingerem byli w błędzie.

Śmierć i pochówek

Schrödinger cierpiał na gruźlicę i kilkukrotnie przebywał w sanatorium w Arosie, gdzie sformułował swoje równanie falowe. W 1961 roku Erwin ostatecznie zmarł na tę chorobę w wieku 73 lat w Wiedniu. Został pochowany w Alpbach w Austrii na cmentarzu katolickim. Chociaż nie był katolikiem, kapłan odpowiedzialny za cmentarz zezwolił na pochówek po tym, jak dowiedział się, że Schrödinger był członkiem Papieskiej Akademii Nauk. Wnuk Schrödingera, profesor Terry Rudolph, poszedł w ślady fizyki kwantowej i wykłada na Imperial College w Londynie.

Autor

Szymon Ryszkowski
Szymon Ryszkowski

Redaktor AstroNETu, członek międzyn. projektu naukowego CREDO, praktyki w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN, członek Klubu Astronomicznego Almukantarat, współtwórca edukacyjnej gry planszowej Solar System Voyager, uczeń technikum informatycznego w Jastrzębiu-Zdroju.