シュレーディンガーの猫として知られている思考実験は、量子力学における最も有名で誤解されている概念の1つです。それについて深く考えることにより、研究者は物理的現実についての見事な洞察に至りました。
誰がシュレーディンガーの猫を思いついたのですか？
Quanta Magazineの記事によると、量子力学の学問分野の発見を手伝ったオーストリアの物理学者ErwinSchrödingerは、1935年に彼の猫の難問を、もともとは著名なアルバートアインシュタインによって提起された問題についての解説として考案しました。
原子以下の領域についての彼らの新しい理解を発展させている間に、アインシュタインとシュレーディンガーの同僚のほとんどは、量子実体が非常に奇妙な振る舞いを示すことに気づきました。デンマークの物理学者Niels Bohrは、電子のような粒子は測定されるまで明確な特性を持っていなかったという理解を支持しました。それ以前は、パーティクルは状態の重ね合わせとして知られている状態で存在していました。たとえば、50％の確率で「上」になり、50％の確率で「下」になりました。
特にアインシュタインは、この優柔不断な説明を好まなかった。彼は、正確に、宇宙が誰かが何かを測定していることをどのように知っているかを知りたがっていました。シュレーディンガーは悪名高いコンセプチュアルキャットでこの不条理を強調しました。
奇妙な仕掛けを作り上げたとすると、シュレディンガーは1935年の論文「量子力学の現状」と呼んでいます。この装置は、シアン化物の密封バイアルが入った箱で構成されており、その上に、穏やかな放射性ウランの小さな塊を狙うガイガーカウンターに取り付けられたハンマーが吊り下げられています。箱の中にはキティもいます（そして、これは実際に行われたことのない思考実験です）。
箱は密封され、実験は一定時間、おそらく1時間実行されます。その時間に、粒子が量子力学の法則に従っているウランは、次に放射を放出する可能性があり、ガイガーカウンターによってピックアップされ、次にハンマーを解放してバイアルを粉砕し、猫を殺しますシアン化物中毒。
ボーアのような人々によると、箱が開けられて猫の状態が「測定」されるまで、猫は生きているものと死んだものの両方の重ね合わせのままです。アインシュタインやシュレーディンガーのような人々はそのような可能性に悩まされましたが、それは私たちの通常の経験が私たちに告げるすべてと一致するわけではありません。
科学ジャーナリストのアダムベッカーは、彼の著書「What Is Real？」で「アンタムの物理学には重要な要素がなく、それが世界の物事とどのように一致しているかについての物語」が欠けていたと述べています。 （ベーシックブック、2018）。 「量子物理学によって支配されている驚異的な数の原子は、私たちの周りに見える世界をどのように生み出すのですか？」
シュレーディンガーの猫は本物ですか？
シュレーディンガーの猫は、ボーアの現実の解釈について奇妙であったものの核心に切り込みました。量子と日常の領域の間に明確な境界線がないことです。ほとんどの人は、それが測定されるまで明確に定義された特性を欠く粒子をサポートする例を提供すると考えますが、シュレーディンガーの当初の意図は、そのような考えが無意味であることを示すための正反対でした。しかし、何十年もの間、物理学者はこの問題をほとんど無視し、他の難問に移りました。
しかし、1970年代から、研究者は量子粒子が常に相互に対応する状態で作成できることを示すことができました。つまり、一方が「上」方向を示す場合、もう一方は「下」になります。 。このような研究は、現在の技術よりもはるかに高速な計算機を生み出すことを約束する、量子コンピューティングの新たな分野を支えるために使用されてきました。
2010年、物理学者たちはフェリサイド（別名、子猫の殺人）を伴わない方法でシュレディンガーの猫の実世界版を作成することもできました。カリフォルニア大学サンタバーバラ校の科学者たちは、コンピューター画面上のピクセルのサイズである、基本的に小さな音叉である共振器を作りました。彼らはそれを同時に振動していると同時に振動していない重ね合わせに入れ、比較的大きな物体が奇妙な量子状態を占めることができることを示しました。
最近の実験では、同時に最大2,000個の原子のグループが2つの異なる場所に配置され、微視的および巨視的間の境界線がさらにぼやけています。 2019年、グラスゴー大学の研究者たちは、もつれたパートナーと一緒に光子が現れるたびに写真を撮る特別なカメラを使用して、もつれた光子の写真を撮ることさえできました。
物理学者と哲学者は量子世界についてどう考えるかについてまだ合意していませんが、シュレーディンガーの洞察は多くの実りある研究の道を生み出し、近い将来にそうすることを続けるでしょう。
