Естественные науки

Что такое квантовая суперпозиция? и чем закончился эксперимент с котом Шрёдингера? Кот выжил?

MS
Meruert Sarimova
82 484
Суперпозиция, как принцип, показывает, что если система может находиться в состоянии х1 и х2, то она может находиться в состоянии, равной линейной комбинации этих состояний: х = С1х1 + С2х2.
В квантах же состояние частицы описывается волновой функцией. Это такая особая штука, которую померять ничем нельзя, увидеть тоже, но она несёт в себе информацию о состоянии системы: импульс, координата, момент, энергия и т. д. С точки зрения классической физики справедлив принцип суперпозиции.
psi = C1 psi1 + C2 psi2
Но волновая функция (точнее квадрат её модуля) имеет смысл плотности вероятности. Тогда вот эти самые коэффициенты перед пси1 и пси2 несут смысл вероятности нахождения системы в состоянии пси1 или пси2 смотря что больше.
Вообще-то эксперимент с котом больше показывает такую штуку как коллапс волновой функции. Это явление происходит во время измерения, когда мы фиксируем только одно из всех значений пси итых в линейной комбинации пси, т. е. из всех коэффициентов один выживает, остальные обращаются в нуль. А кот, се ля ви, ни живой ни мёртвый, пока мы не померяли, а как только померяли — мы уже не в квантах. Так что прямые измерения в квантах — роскошь непозволительная.
Кроме того, существует масса гипотез о смысле волновой функции, вот эти все выбрыки с принципом суперпозиции и т. п. Сейчас наиболее убедительно выглядит копенгагенская модель, ну мы ею все пользуемся, но была еще гипотеза Эйнштейна, которая, собственно, котов жалела и крайне скептически относилась к волновым функциям. Но многие эксперименты подтверждают правоту копенгагенской трактовки.
Эксперимент на принцип суперпозиции, который удовлетворит зелёных и ответит на ваш вопрос, — это дифракция электронов на 2-х щелях. Закроем щель 1. Тогда в области 2-й щели на экране будет пятно. Закроем только 2-ю щель: напротив 1-й будет пятно. Откроем оба — дифракционная картинка :)
Арсений Белый
Арсений Белый
4 745
Лучший ответ
Смысл того эксперимента в том, что пока ты коробку не откроешь ничего не узнаешь. :D тем самым Шредингер показал, что нельзя быть уверенным во всем и знать точно что-либо.