إروين شرودنغر وتجربة القط شرودنغر

كان إروين رودولف جوزيف ألكسندر شرودنغر (ولد في 12 أغسطس 1887 في فيينا ، النمسا) فيزيائيًا قام بعمل رائد في ميكانيكا الكموهو مجال يدرس كيف تتصرف الطاقة والمادة بمقاييس صغيرة جدًا. في عام 1926 ، طور شرودنغر معادلة توقعت مكان الإلكترون في الذرة. في عام 1933 ، حصل على جائزة نوبل لهذا العمل ، إلى جانب الفيزيائي بول ديراك.

حقائق سريعة: إروين شرودنغر

قد يكون شرودنغر معروفًا أكثر بـ "قطة شرودنغر، "تجربة فكرية ابتكرها عام 1935 لتوضيح مشاكل التفسير الشائع لميكانيكا الكم.

كان شرودنغر الطفل الوحيد لرودولف شرودنغر - عامل مصنع مشمع وقطعة قماش كان لديه ورثت الأعمال من والده - وجورجين ، ابنة أستاذ الكيمياء رودولف. شددت تنشئة شرودنغر على التقدير الثقافي والتقدم في كل من العلم والفن.

تلقى Schrödingerwas تعليمه من قبل مدرس ووالده في المنزل. في سن 11 ، دخل أكاديمية Akademische Gymnasium في فيينا ، وهي مدرسة تركز على التعليم الكلاسيكي والتدريب في الفيزياء والرياضيات. هناك ، استمتع بتعلم اللغات الكلاسيكية والشعر الأجنبي والفيزياء والرياضيات ، لكنه يكره حفظ ما أسماه التواريخ والحقائق "العرضية".

واصل شرودنغر دراسته في جامعة فيينا ، التي التحق بها عام 1906. حصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء عام 1910 بتوجيه من فريدريش هاسنورل ، الذي اعتبره شرودنغر أحد أعظم مؤثراته الفكرية. كان Hasenöhrl طالبًا للفيزيائي لودفيج بولتزمان ، وهو عالم مشهور معروف بعمله في الميكانيكا الإحصائية.

بعد أن حصل شرودنغر على درجة الدكتوراه ، عمل كمساعد لفرانتس إكسنر ، طالب آخر من بولتزمان ، حتى يتم صياغته في بداية الحرب العالمية الأولى.

في عام 1920 ، تزوج شرودنغر من Annemarie Bertel وانتقل معها إلى Jena ، ألمانيا للعمل كمساعد للفيزيائي Max Wien. من هناك ، أصبح أعضاء هيئة التدريس في عدد من الجامعات على مدى فترة زمنية قصيرة ، وأصبح في البداية مبتدئًا أستاذ في شتوتغارت ، ثم أستاذًا كاملًا في Breslau ، قبل الانضمام إلى جامعة زيورخ كأستاذ في 1921. كانت السنوات الست التالية التي قضاها شرودنغر في زيورخ من أهم سنوات حياته المهنية.

في جامعة زيوريخ ، طور شرودنغر نظرية متقدمة بشكل كبير في فهم فيزياء الكم. نشر سلسلة من الأوراق - حول ورقة واحدة شهريًا - حول ميكانيكا الموجات. على وجه الخصوص ، الورقة الأولى ، "القياس الكمي كمشكلة ذات قيمة، "أدخل ما أصبح يعرف باسم معادلة شرودنغر، الآن جزء أساسي من ميكانيكا الكم. تم منح شرودنغر جائزة نوبل لهذا الاكتشاف في عام 1933.

وصفت معادلة شرودنغر رياضيًا طبيعة "الموجة" للأنظمة التي تحكمها ميكانيكا الكم. باستخدام هذه المعادلة ، قدم شرودنغر طريقة ليس فقط لدراسة سلوكيات هذه الأنظمة ، ولكن أيضًا للتنبؤ بكيفية تصرفها. على الرغم من وجود الكثير من الجدل الأولي حول ما تعنيه معادلة شرودنغر ، فسرها العلماء في النهاية على أنها احتمال العثور على إلكترون في مكان ما في الفضاء.

صاغ شرودنغر هذه التجربة الفكرية استجابةً لـ تفسير كوبنهاغن من ميكانيكا الكم ، التي تنص على أن الجسيم الموصوف بواسطة ميكانيكا الكم موجود في جميع الحالات الممكنة في نفس الوقت ، حتى يتم ملاحظته وإجباره على اختيار حالة واحدة. إليك مثال: ضع في اعتبارك ضوءًا يمكن أن يضيء إما أحمر أو أخضر. عندما لا ننظر إلى الضوء ، نفترض أنه أحمر و أخضر. ومع ذلك ، عندما ننظر إليه ، يجب أن يجبر الضوء نفسه إما على اللون الأحمر أو الأخضر ، وهذا هو اللون الذي نراه.

لم يوافق شرودنغر على هذا التفسير. ابتكر تجربة فكرية مختلفة ، تسمى قط شرودنغر ، لتوضيح مخاوفه. في تجربة قط شرودنغر ، يتم وضع القطة داخل صندوق مغلق مع مادة مشعة وغاز سام. إذا تحللت المادة المشعة ، فإنها ستطلق الغاز وتقتل القطة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فستعيش القطة على قيد الحياة.

لأننا لا نعرف ما إذا كانت القطة على قيد الحياة أو ميتة ، فإنه يعتبر على حد سواء على قيد الحياة وميتة حتى يفتح أحدهم الصندوق ويرى بنفسه حالة القط. وهكذا ، بمجرد النظر إلى الصندوق ، قام شخص ما بجعل القطة حية أو ميتة بطريقة سحرية على الرغم من أن ذلك مستحيل.

لم يترك شرودنغر الكثير من المعلومات حول العلماء والنظريات التي أثرت على عمله. ومع ذلك ، جمع المؤرخون بعضًا من تلك التأثيرات ، والتي تشمل:

• لويس دي بروليقدم الفيزيائي مفهوم "شيء موجات. "قرأ شرودنغر أطروحة دي بروجلي وكذلك حاشية سفلية كتبها البرت اينشتاين، الذي تحدث بشكل إيجابي عن عمل دي برولي. كما طُلب من شرودنغر مناقشة عمل دي بروجلي في ندوة استضافتها كل من جامعة زيورخ وجامعة أخرى ، ETH زيورخ.
• بولتزمان. اعتبر شرودنغر منهج بولتزمان الإحصائي للفيزياء "حبه الأول في العلوم" ، وتبع الكثير من تعليمه العلمي تقاليد بولتزمان.
• عمل شرودنغر السابق حول نظرية الكم للغازات ، التي درست الغازات من منظور ميكانيكا الكم. في إحدى أوراقه حول النظرية الكمومية للغازات ، "في نظرية آينشتاين للغاز" ، طبق شرودنغر نظرية دي بروغلي على موجات المادة للمساعدة في شرح سلوك الغازات.

في عام 1933 ، في نفس العام الذي فاز فيه بجائزة نوبل ، استقال شرودنغر أستاذه في جامعة برلين ، التي انضم إليها في عام 1927 ، ردا على الاستيلاء النازي على ألمانيا وفصل اليهود العلماء. انتقل بعد ذلك إلى إنجلترا ، ثم إلى النمسا. ومع ذلك ، في عام 1938 ، غزا هتلر النمسا ، مما أجبر شرودنغر ، وهو الآن مناهض للنازية ، على الفرار إلى روما.

في عام 1939 ، انتقل شرودنغر إلى دبلن ، أيرلندا ، حيث بقي حتى عودته إلى فيينا في عام 1956. توفي شرودنغر من مرض السل في 4 يناير 1961 في فيينا ، المدينة التي ولد فيها. كان عمره 73 سنة.

• فيشر إي. نحن جميعًا جوانب كائن واحد: مقدمة لإروين شرودنغر.Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
• هيتلر و. “إروين شرودنغر ، 1887-1961.” Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
• الماجستير ب. “طريق إروين شرودنغر لميكانيكا الموجة.” أخبار الضوئيات, 2014; 25(2): 32-39.
• مور دبليو. شرودنغر: الحياة والفكر. صحافة جامعة كامبرج؛ 1989.
• شرودنغر: الاحتفال بالذكرى المئوية للموسم. إد. كليف كيلميستر ، مطبعة جامعة كامبريدج ؛ 1987.
• شرودنغر إي. “Quantisierung als Eigenwertproblem ، erste Mitteilung.”آن. فيز., 1926; 79: 361-376.
• تيريسي د. الحارس الوحيد لميكانيكا الكم. موقع نيويورك تايمز. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.