彼の有名な猫のためにErwin Schrödinger(128年前にこの日に生まれた)を覚えているかもしれませんが、有名な物理学者のキャリアの高い点は、実際にはネコの思考実験とは無関係でした。 科学者の間では、彼は私たちに量子行動を記述するための基本的なツールを与えるためにより有名です。,

量子世界を研究するための言語を作る

すべての物質の最小で最も基本的な要素の働きである量子力学の誕生を見た1920年代は、物理学者にとってエキサイティングな時間でした。 生きている最も大きい心は開いた割れたこの新しい世界を記述する方法を見つけるために急いでいた。 ヴェルナー-ハイゼンベルクは、単なる代数を必要とするシステムである行列を用いた量子力学の定式化を思いついた。 しかし、シュレーディンガーは行列の代わりに波を使って別のモデルを考えました。,

シュレーディンガーのモデルの波動関数は、物理学者ショーン-キャロルは、”解決するのがより難しいが、より直感的である”と述べています。”

シュレーディンガーのモデルは、時間の経過とともに物理システムの波動関数の進化を記述する彼の名を冠した方程式にかかっています。 これは、ニュートンの運動の第二法則(力=質量x加速度)の量子バージョンのようなものです。 粒子の振る舞いを記述するとき、ニュートンの規則もうまくいかないので、数学はもう少し複雑になる必要があります。, こちらは最も一般的な形式的な計算式は以下の通りです。

ここで、iは虚部の平方根-1);±はプランク定数で割った2π;∂/∂tは一部誘導体に変わりゆく時間のΨは、システムの波動関数、Ĥのハミルトンオペレーターのエネルギーのシステム。 ハミルトニアン演算子は重要な部分です:それは私たちが見ているシステムの種類を記述します。,

“シュレディンガーの方程式は理論物理学の中心にあります”とWorld Science Festivalの共同設立者でコロンビア大学の物理学者Brian Greeneは言います。 方程式”は単一の数学的声明ではありません。 それは私たちが知る限り、常に保持している一般的な関係です。 どのような状況でも、その関係を適用する方法を知っておく必要があり、そのアプリケーションの詳細は状況によって異なります。 しかし、法律は、私たちが知る限り、法律です。,”

式の詳細に戻る:それをすべてまとめて、ある時点で”波”のスナップショットがある場合は、Schrödingerの方程式を使用すると、将来どのように見えるかについて

“私たちが現在知っているすべての方程式を考えると、今から1,000年後に保持する可能性が最も高い”とキャロル氏は述べています。

ノーベル賞につながった画期的な方程式

この式は、当時の啓示でした。, それは、粒子が通常、テーブルを横切って寸劇小さなビリヤードボールのように振る舞うことはないという事実を説明しています。 フランスの物理学者ルイ-ド—ブロイはすでに波と粒子の双対性が存在すると推測していたが、シュレーディンガーは科学者に粒子とそれに関連する波を記述することを許可した。 これは、1933年にシュレーディンガーにノーベル物理学賞を授与したノーベル賞委員会に座っている科学者にとっては印象的な成果でした(波動力学の研究者ポール-ディラックと共有されています)。,

“物質の波動特性の研究を通じて、原子や分子内の運動にも適した新しい力学システムを確立することに成功しました”と、当時のノーベル物理委員会委員長であったH.Pleijelは1933年のスピーチで、その年の賞を発表した。 “シュレーディンガーの波動方程式は、光スペクトルを扱う問題を扱うための便利で簡単な方法を提供し、現代の物理学者にとって不可欠なツールとなって”

猫に戻る

そして、コーダ(もちろん、尾のためのラテン語です)として、すぐに猫に戻りましょう。, Schrödingerの方程式ほど不可欠なツールではありませんが、”Schrödingerの猫”思考実験は、量子力学の水銀的性質の強力な実例として依然として共鳴しています。 それが何を意味するのかを復習するには、Brian Greeneのこのビデオをチェックしてください。