Erwin Schrödinger og Schrödingers kattetankeeksperiment
Nobelprisvinnende fysiker som formet kvantemekanikken
YingHuiTay / Getty Images
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (født 12. august 1887 i Wien, Østerrike) var en fysiker som drev banebrytende arbeid i kvantemekanikk , et felt som studerer hvordan energi og materie oppfører seg på svært små lengdeskalaer. I 1926 utviklet Schrödinger en ligning som spådde hvor et elektron ville befinne seg i et atom. I 1933 mottok han en Nobel pris for dette arbeidet, sammen med fysiker Paul Dirac .
Raske fakta: Erwin Schrödinger
- Louis de Broglie , en fysiker, introduserte begrepet saken bølger.' Schrödinger hadde lest de Broglies avhandling samt en fotnote skrevet avAlbert Einstein, som snakket positivt om de Broglies arbeid. Schrödinger ble også bedt om å diskutere de Broglies arbeid på et seminar arrangert av både Universitetet i Zürich og et annet universitet, ETH Zürich.
- Boltzmann. Schrödinger betraktet Boltzmanns statistiske tilnærming til fysikk som sin første kjærlighet innen vitenskap, og mye av hans vitenskapelige utdannelse fulgte i tradisjonen til Boltzmann.
- Schrödingers tidligere arbeid med kvanteteorien om gasser, som studerte gasser fra kvantemekanikkens perspektiv. I en av sine artikler om kvanteteorien om gasser, On Einsteins Gas Theory, brukte Schrödinger de Broglies teori om materiebølger for å forklare gassers oppførsel.
- fisker e Vi er alle aspekter av ett enkelt vesen: En introduksjon til Erwin Schrödinger. Jeg er ingenting 1984; 51 (3): 809-835.
- Heitler W. Erwin Schrödinger, 1887-1961. Biogr Mem Fellows Royal Soc 1961; 7 : 221-228.
- Masters B. Erwin Schrödingers vei til bølgemekanikk. Velg Photonics News , 2014; 25 (2): 32-39.
- Moore W. Schrödinger: Liv og tanke. Cambridge University Press; 1989.
- Schrödinger: Hundreårsfeiring av en polymat. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
- Schrödinger E. Kvantisering som egenverdiproblem, først kommunikasjon. Ann. Phys. , 1926; 79 : 361-376.
- Teresi D. Kvantemekanikkens ensomme ranger. New York Times nettsted. https://www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html . 1990.
Schrödinger er kanskje mer populært kjent for Schrödingers katt , et tankeeksperiment han utviklet i 1935 for å illustrere problemer med en vanlig tolkning av kvantemekanikk.
Tidlige år og utdanning
Schrödinger var det eneste barnet til Rudolf Schrödinger – en linoleums- og voksdukfabrikkarbeider som hadde arvet virksomheten fra sin far – og Georgine, datteren til en kjemiprofessor ved Rudolfs. Schrödingers oppvekst la vekt på kulturell verdsettelse og fremskritt innen både vitenskap og kunst.
Schrödinger ble utdannet av en veileder og av sin far hjemme. I en alder av 11 gikk han inn på Akademische Gymnasium i Wien, en skole med fokus på klassisk utdanning og trening i fysikk og matematikk. Der likte han å lære klassiske språk, utenlandsk poesi, fysikk og matematikk, men hatet å huske det han kalte tilfeldige datoer og fakta.
Schrödinger fortsatte studiene ved universitetet i Wien, som han gikk inn i i 1906. Han tok sin doktorgrad i fysikk i 1910 under veiledning av Friedrich Hasenöhrl, som Schrödinger anså for å være en av hans største intellektuelle påvirkninger. Hasenöhrl var en student av fysiker Ludwig Boltzmann, en kjent vitenskapsmann kjent for sitt arbeid i statistisk mekanikk .
Etter at Schrödinger tok doktorgraden, jobbet han som assistent for Franz Exner, en annen student av Boltzmann, inntil han ble utpekt i begynnelsen avførste verdenskrig.
Karrierebegynnelse
I 1920 giftet Schrödinger seg med Annemarie Bertel og flyttet med henne til Jena i Tyskland for å jobbe som assistent for fysikeren Max Wien. Derfra ble han fakultet ved en rekke universiteter i løpet av kort tid, og ble først juniorprofessor i Stuttgart, deretter full professor ved Breslau, før han begynte som professor ved Universitetet i Zürich i 1921. Schrödingers påfølgende seks år kl. Zürich var noen av de viktigste i hans profesjonelle karriere.
Ved universitetet i Zürich utviklet Schrödinger en teori som betydelig fremmet forståelsen av kvantefysikk. Han publiserte en serie artikler - omtrent en per måned - om bølgemekanikk. Spesielt den første avisen, Kvantisering som et egenverdiproblem ,' introduserte det som skulle bli kjent som Schrödinger-ligningen , nå en sentral del av kvantemekanikken. Schrödinger ble tildelt Nobelprisen for denne oppdagelsen i 1933.
Schrödingers ligning
Schrödingers ligning beskrev matematisk den 'bølgelignende' naturen til systemer styrt av kvantemekanikk. Med denne ligningen ga Schrödinger en måte å ikke bare studere oppførselen til disse systemene, men også å forutsi hvordan de oppfører seg. Selv om det var mye innledende debatt om hva Schrödingers ligning betydde, tolket forskere det til slutt som sannsynligheten for å finne et elektron et sted i verdensrommet.
Schrödingers katt
Schrödinger formulerte dette tankeeksperimentet som svar på København tolkning av kvantemekanikk, som sier at en partikkel beskrevet av kvantemekanikk eksisterer i alle mulige tilstander samtidig, til den blir observert og tvunget til å velge én tilstand. Her er et eksempel: tenk på et lys som kan lyse enten rødt eller grønt. Når vi ikke ser på lyset, antar vi at det både er rødt og grønn. Men når vi ser på det, må lyset tvinge seg selv til å være enten rødt eller grønt, og det er fargen vi ser.
Schrödinger var ikke enig i denne tolkningen. Han laget et annet tankeeksperiment, kalt Schrödingers katt, for å illustrere bekymringene hans. I Schrödingers katt-eksperimentet blir en katt plassert inne i en forseglet boks med et radioaktivt stoff og en giftig gass. Hvis det radioaktive stoffet råtnet, ville det frigjøre gassen og drepe katten. Hvis ikke, ville katten vært i live.
Fordi vi ikke vet om katten er levende eller død, vurderes det både levende og død til noen åpner boksen og selv ser hvordan tilstanden til katten er. Dermed, ganske enkelt ved å se inn i boksen, har noen på magisk vis gjort katten levende eller død, selv om det er umulig.
Innflytelse på Schrödingers verk
Schrödinger etterlot ikke mye informasjon om forskerne og teoriene som påvirket hans eget arbeid. Imidlertid har historikere satt sammen noen av disse påvirkningene, som inkluderer:
Senere karriere og død
I 1933, samme år som han vant Nobelprisen, sa Schrödinger opp sitt professorat ved Universitetet i Berlin, som han hadde sluttet seg til i 1927, som svar på nazistenes overtakelse av Tyskland og oppsigelsen av jødiske forskere. Deretter flyttet han til England, og senere til Østerrike. Men i 1938 invaderte Hitler Østerrike, og tvang Schrödinger, nå en etablert anti-nazist, til å flykte til Roma.
I 1939 flyttet Schrödinger til Dublin i Irland, hvor han ble til han kom tilbake til Wien i 1956. Schrödinger døde av tuberkulose 4. januar 1961 i Wien, byen der han ble født. Han var 73 år gammel.