슈뢰딩거의 고양이로 알려진 사고 실험은 양자 역학에서 가장 유명하고 오해 된 개념 중 하나입니다. 그것에 대해 깊이 생각함으로써 연구원들은 물리적 현실에 대한 놀라운 통찰력을 얻었습니다.
슈뢰딩거의 고양이를 누가 만들었습니까?
Quanta Magazine의 기사에 따르면 양자 역학의 규율을 찾도록 도운 오스트리아 물리학자인 에르빈 슈뢰딩거 (Erwin Schrödinger)는 1935 년에 고양이 수수께끼를 먼저 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)이 제기 한 문제에 대한 논평으로 생각했다.
아인슈타인 영역에 대한 새로운 이해를 발전시키는 동안 아인슈타인과 슈뢰딩거의 동료 대부분은 양자 실체가 매우 이상한 행동을한다는 것을 깨달았습니다. 덴마크 물리학자인 닐스 보어 (Niels Bohr)는 전자와 같은 입자가 측정 될 때까지 잘 정의 된 특성을 가지고 있지 않다는 이해를지지했습니다. 그 전에 입자는 상태의 중첩으로 알려진 상태로 존재했는데, 예를 들어 "위"방향으로 50 %의 확률이 있고 "아래쪽"방향으로의 50 % 확률이 있습니다.
특히 아인슈타인은이 결정적인 설명을 좋아하지 않았습니다. 그는 우주가 누군가가 무언가를 측정하고 있음을 정확히 어떻게 알고 있는지 알고 싶어했습니다. 슈뢰딩거는 그의 악명 높은 개념적 고양이로이 부조리를 강조했다.
Schrödinger는 1935 년의 논문에서 "양자 역학의 현재 상황"이라는 논문에 이상한 기괴한 짓을했다고 가정 해 봅시다. 이 장치는 밀봉 된 시안화물 바이알이있는 상자로 구성되며, 그 위에는 약간의 방사성 우라늄 덩어리를 목표로 가이거 계수기에 부착 된 해머가 매달려 있습니다. 상자 안에는 키티도 있습니다 (이것은 실제로는 결코 수행되지 않은 사고 실험입니다).
상자가 봉인되고 실험은 일정 시간 (아마도 1 시간) 동안 실행되도록 남겨 둡니다. 그 시간에, 입자가 양자 역학의 법칙을 준수하는 우라늄은 가이거 계수기에 의해 흡수 될 방사능을 방출 할 가능성이 있습니다. 시안화 중독.
보어 (Bohr)와 같은 사람들에 따르면, 상자가 열리고 고양이의 상태가 "측정"될 때까지, 그것은 살아있는 것과 죽은 자의 중첩에 남아있을 것이라고한다. 아인슈타인과 슈뢰딩거와 같은 사람들은 그러한 가능성에 발을 디,습니다. 이는 우리의 평범한 경험이 알려주는 모든 것과 일치하지 않습니다-고양이는 동시에 살아 있거나 죽지 않았습니다.
과학 저널리스트 아담 베커 (Adam Becker)는 자신의 저서 "What Is Real?"에서 "언텀 물리학은 중요한 요소, 그것이 세상의 것들과 어떻게 일치하는지에 대한 이야기가 부족했다"고 말했다. (Basic Books, 2018). "양자 물리학에 의해 지배되는 경이적인 수의 원자는 어떻게 우리 주변의 세계를 일으 킵니까?"
슈뢰딩거의 고양이는 진짜인가요?
슈뢰딩거의 고양이는 현실에 대한 보어의 해석에 대해 기괴한 것, 즉 양자 영역과 일상 영역 사이에 명확한 구분선이 없다는 점을 간파했다. 대부분의 사람들은 그것이 측정 될 때까지 명확하게 정의 된 속성이없는 입자를 지원하는 예를 제공한다고 생각하지만, Schrödinger의 원래 의도는 그러한 아이디어가 무의미하다는 것을 보여주는 정반대였습니다. 그러나 수십 년 동안 물리학 자들은이 문제를 크게 무시하고 다른 문제로 넘어 갔다.
그러나 1970 년대 초부터 연구원들은 양자 입자가 항상 서로 일치하는 상태에서 생성 될 수 있음을 보여줄 수있었습니다. 따라서 하나가 "위"방향을 나타내면 다른 하나는 "아래"가 될 것입니다. . 이러한 작업은 새로운 양자 컴퓨팅 분야를 뒷받침하는 데 사용되어 왔으며, 이는 현재 기술보다 훨씬 빠른 계산 기계를 생산할 것을 약속합니다.
2010 년 물리학 자들은 살충제 (일명 키티 살인)를 포함하지 않는 방식으로 슈뢰딩거 고양이의 실제 버전을 만들었습니다. 캘리포니아 대학교 산타 바바라 (Santa Barbara) 과학자들은 공명기, 기본적으로 컴퓨터 화면의 픽셀 크기와 같은 작은 튜닝 포크를 만들었습니다. 그들은 진동과 진동이 동시에 일어나지 않는 중첩 구조에 놓였으며, 상대적으로 큰 물체가 기괴한 양자 상태를 차지할 수 있음을 보여줍니다.
최근 실험에서 두 개의 다른 장소에 최대 2,000 개의 원자 그룹을 동시에 배치하여 미세한 것과 거시적 인 것 사이의 구분선을 더 흐리게했습니다. 2019 년 글래스고 대학교 (University of Glasgow)의 연구원들은 얽힌 파트너와 광자가 나타날 때마다 사진을 찍는 특수 카메라를 사용하여 얽힌 광자 사진을 찍을 수도있었습니다.
물리학 자와 철학자들은 양자 세계에 대해 어떻게 생각해야하는지에 대해서는 아직 동의하지 않았지만, 슈뢰딩거의 통찰력은 많은 유익한 연구 방법을 만들어 냈으며 앞으로도 계속 그렇게 할 것입니다.
