sunt Șanse mari să vă amintiți Erwin Schrödinger (care s-a născut în această zi în 128 de ani în urmă) pentru celebra pisica, dar cea mai mare a cunoscutului fizician cariera lui a fost, de fapt, nu au legătură cu feline experimente de gândire. Printre oamenii de știință, el este mai renumit pentru că ne-a dat instrumentele fundamentale pentru a descrie comportamentul cuantic.,

crearea unui limbaj pentru studierea lumii cuantice

anii 1920, care au văzut nașterea mecanicii cuantice—funcționarea celor mai mici și fundamentale componente ale întregii materii-au fost un moment emoționant pentru a fi fizician. Cele mai luminate minți în viață se grăbeau să găsească modalități de a descrie această lume nouă care fusese deschisă. Werner Heisenberg a venit cu formularea sa de mecanică cuantică folosind matrice, un sistem care necesita doar algebră. Dar Schrödinger s-a gândit la un model diferit folosind valuri în loc de matrice.,funcțiile de undă ale modelului lui Schrödinger spune fizicianul Sean Carroll, ” sunt mai greu de rezolvat, dar mai intuitive.modelul lui Schrödinger se bazează pe ecuația sa omonimă, care descrie evoluția funcției de undă a unui sistem fizic în timp. Este un fel de versiune cuantică a celei de-a doua legi de mișcare a lui Newton (forță = masă x accelerație). Când descriem comportamentul particulelor, regulile lui Newton nu funcționează la fel de bine, așa că matematica trebuie să devină ceva mai complexă., Aici e forma cea mai generală a ecuației:

În această formulă, i este unitatea imaginară (rădăcina pătrată a lui -1); ħ standuri pentru constanta Planck împărțită 2π; ∂/∂t este o derivată parțială schimbă în timp; Ψ este sistemul funcției de undă; și Ĥ este operatorul Hamiltonian, care reprezintă energia sistemului. Operatorul Hamiltonian este partea cheie: descrie tipul de sistem la care ne uităm.,

„ecuația lui Schrodinger se află chiar în centrul fizicii teoretice”, spune co-fondatorul World Science Festival și fizicianul Universității Columbia, Brian Greene. Ecuația ” nu este o singură declarație matematică. Este o relație generală care, din câte știm, ține întotdeauna. În orice situație dată, trebuie să știți cum să aplicați această relație, iar detaliile acestei aplicații variază de la situație la situație. Dar legea, din câte știm, este o lege.,”

înapoi la specificul formulei: puneți totul împreună și, dacă aveți o imagine a „valului” la un moment dat, folosind ecuația lui Schrödinger vă permite să vorbiți despre cum va arăta în viitor.

„mă gândesc la toate ecuațiile pe care le cunoaștem în prezent, este cel mai probabil să reziste peste 1.000 de ani”, spune Carroll.

o ecuație revoluționară care a dus la un Premiu Nobel

această formulă a fost o revelație la acea vreme., Acesta explică faptul că particulele nu se comportă, de obicei, ca niște bile mici de biliard care se strecoară pe o masă; uneori, ele sunt mai bine gândite ca valuri. În timp ce fizicianul francez Louis de Broglie a presupus deja că dualitatea undelor-particule a existat, Schrödinger a permis oamenilor de știință să descrie particulele—și undele lor asociate—în acțiune. Aceasta a fost o realizare destul de impresionantă pentru oamenii de știință din comitetul Premiului Nobel care i-a acordat lui Schrödinger un Premiu Nobel pentru Fizică în 1933 (împărtășit cu colegul investigator al mecanicii valurilor Paul Dirac).,

„Printr-un studiu de val proprietățile materiei, a reușit în stabilirea unui nou sistem de mecanica, care deține, de asemenea, bun pentru mișcare în atomi și molecule,” H. Pleijel, apoi-președinte al Comitetului Nobel pentru Fizica, a declarat într-un 1933 discurs prezentarea acel an premii. „Ecuația de undă a lui Schrödinger a oferit o metodă convenabilă și simplă pentru tratarea problemelor legate de spectrele de lumină și a devenit un instrument indispensabil pentru fizicianul actual.”

înapoi la pisică

și ca coda (care este, desigur, Latină pentru coadă), să ne întoarcem repede la pisică., Deși nu este un instrument la fel de indispensabil ca ecuația lui Schrödinger, experimentul de gândire „pisica lui Schrödinger” încă rezonează ca o ilustrare puternică a naturii Mercuriale a mecanicii cuantice. Pentru o perfecționare pe doar ceea ce înseamnă, a verifica afară acest videoclip de la Brian Greene.