O que é o gato de Schrodinger?

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O gato de Schrodinger recebeu o nome de Erwin Schrödinger, físico da Áustria que fez contribuições substanciais para o desenvolvimento da mecânica quântica na década de 1930 (ele ganhou um Prêmio Nobel por alguns desses trabalhos, em 1933). Além do gato pobre (mais tarde), seu nome está sempre associado à mecânica quântica através da equação de Schrödinger, com a qual todo estudante de física precisa lidar.

O gato de Schrodinger é na verdade um experimento mental (experiência de Gedanken) - e o gato pode não ter sido de Erwin, mas de sua esposa ou de um de seus amantes (Erwin tinha um estilo de vida não convencional) - projetado para testar uma implicação realmente estranha da física que ele e outros físicos estavam se desenvolvendo na época. Foi motivado por um artigo de 1935 de Einstein, Podolsky e Rosen; este artigo é a fonte do famoso paradoxo da EPR.

No experimento mental, o gato de Schrodinger é colocado dentro de uma caixa contendo um pedaço de material radioativo, e um contador Geiger conectado a um frasco de veneno de tal maneira que, se o contador Geiger detectar uma deterioração, o frasco é esmagado, o veneno o gás é liberado e o gato morre (peça divertida: um grupo de direitos dos animais acusou os físicos de crueldade com os animais, com base em uma versão distorcida desse experimento mental! embora talvez seja apenas uma lenda urbana). A meia-vida do material radioativo é de uma hora; portanto, após uma hora, há uma probabilidade de 50% de que o gato esteja morto e uma probabilidade igual de estar vivo. Na mecânica quântica, esses dois estados são superpostos (um termo técnico), e o gato não está morto nem vivo, ou meio morto e meio vivo, ou ... o que é realmente muito estranho.

Agora a teoria - mecânica quântica - foi testada talvez mais minuciosamente do que qualquer outra teoria da física, e parece descrever como o universo se comporta com uma precisão extraordinária. E a teoria diz que quando a caixa é aberta - para ver se o gato está morto, vivo, meio morto e meio vivo, ou qualquer outra coisa - a função de onda (que descreve o gato, o contador Geiger, etc.) entra em colapso ou descoeres, ou que os estados não estão mais emaranhados (todos os termos técnicos) e vemos apenas um gato ou gato morto muito vivo.

Existem várias maneiras de entender o que está acontecendo - ou várias interpretações (você adivinhou, mais um termo técnico!) - com nomes como a interpretação de Copenhague, a interpretação de muitos mundos etc., mas o principal é que a teoria seja muda nas interpretações ... simplesmente diz que você pode calcular coisas usando as equações, e o que seus cálculos mostram é o que você verá em qualquer experimento.

Avanço rápido de algum tempo após a morte de Schrödinger - e Einstein, Podolsky e Rosen - e descobrimos que os testes do paradoxo da EPR foram propostos e conduzidos e o universo realmente parece se comportar como o gato de schrodinger! De fato, os resultados desses testes experimentais são usados ​​para um tipo de criptografia que não pode ser quebrada e a base para um tipo revolucionário de computador.

Quer aprender mais? Experimente o seguinte: Rainbow de Schrödinger é uma revisão de slides do tópico geral (Instituto de Tecnologia da Califórnia; cuidado, arquivo PDF de 3 MB!); O gato de Schrodinger aparece, uma notícia sobre uma demonstração macroscópica; e o gato de Schrödinger (Universidade de Houston).

O gato de Schrodinger é indiretamente referenciado em vários episódios do elenco de astronomia, entre eles a mecânica quântica e o emaranhamento; vê-los!

Fontes: Universidade de Cornell, Wikipedia

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