Η ερμηνεία της Κοπεγχάγης
Στην κβαντική μηχανική τα σωματίδια δεν καλούνται να αποφασίσουν σε ποια κατάσταση θα βρεθούνε. Τουλάχιστον όχι μέχρι να τα παρατηρήσουμε. Αντίθετα με την κλασσική μηχανική, η παρατήρηση ενός κβαντικού συστήματος επηρεάζει την έκβαση του. Τα σωμάτια μπορούν να πάνε συγχρόνως αριστερά και δεξιά, μπορούν να έχουν ιδιοστροφορμή (spin) και πάνω και κάτω. Βρίσκονται σε αυτό που λέμε, σε μία υπέρθεση καταστάσεων. Αντικείμενα που βρίσκονται σε υπέρθεση καταστάσεων μπορούν να κάνουν οτιδήποτε την ίδια χρονική στιγμή. Να βρίσκονται σε υπέρθεση δηλαδή πολλών καταστάσεων συγχρόνως.
Αν οι γάτες ήταν κβαντικά αντικείμενα, θα μπορούσαν να είναι παράλληλα ζωντανές και νεκρές την ίδια στιγμή. Τουλάχιστον μέχρι να τις παρατηρήσουμε. Μετά θα έπρεπε ξαφνικά να αποφασίσουν τι θα κάνουν. Αυτό ίσως ακούγεται περίεργο. Ίσως έχετε ακούσει να αναφέρονται στην κβαντομηχανική ως τρομακτική και αντιφατική. Άλλα αμέτρητα πειράματα έχουν επιβεβαιώσει πως μικρά σωμάτια όπως ηλεκτρόνια και ακόμα και μόρια, όντως συμπεριφέρονται με αυτόν τον τρόπο. Και δεν είναι αυτό που κάνει την κβαντομηχανική τόσο περίεργη. Είναι ότι ποτέ δεν παρατηρούμε τίποτα από αυτά στην καθημερινότητα μας. Πως γίνεται να αποτελούμαστε από αυτά τα μικρότερα σωμάτια, τα οποία μπορούν να βρεθούν σε υπέρθεση, και όμως δεν έχουμε δει ποτέ κάτι σε υπέρθεση.
Το ”πείραμα” του Σρέντινγκερ
Το 1935 ο Αυστριακός φυσικός Έρβιν Σρέντινγκερ πρότεινε ένα νοητικό πείραμα. Χρησιμοποίησε μια κβαντική διεργασία, την διάσπαση του ατόμου, και προσπάθησε να την μεγεθύνει σε μακροσκοπικές κλίμακες παρατηρήσιμες με το γυμνό μάτι. Η διάσπαση του ατόμου είναι θεμελιωδώς τυχαία. Δεν μπορούμε να προβλέψουμε ακριβώς πότε ένα άτομο θα διασπαστεί. Μπορούμε μόνο να προβλέψουμε μόνο ότι θα διασπαστεί με μια συγκεκριμένη πιθανότητα, σε μια συγκεκριμένη ποσότητα χρόνου. Οπότε ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα άτομο που έχει διασπαστεί με 50% πιθανότητα. Πριν το παρατηρήσουμε, το άτομο θα έχει συγχρόνως διασπαστεί και μη. Βρίσκεται σε μια υπέρθεση καταστάσεων.
Εδώ ο Σρέντινγκερ πρότεινε το εξής. Ας πάρουμε το άτομο και ας το βάλουμε μέσα σε ένα κουτί, μαζί με μια γάτα και έναν μηχανισμό ενεργοποίησης. Όταν το άτομο διασπάτε, ο μηχανισμός το ανιχνεύει, ένα δηλητήριο ελευθερώνεται και η γάτα πεθαίνει. Τώρα αν το άτομο διασπάτε με 50% πιθανότητα, η γάτα είναι συγχρόνως νεκρή και ζωντανή.
Φαίνεται παράλογο σωστά; Και είναι παράλογο. Δεν ήταν πολύ κατανοητό την εποχή του Σρέντινγκερ αλλά η κβαντική υπέρθεση είναι αρκετά ευαίσθητη, καθώς καταστρέφεται εύκολα. Ειδικά σε θερμά περιβάλλοντα όπως στην Γη, τα πάντα αλληλεπιδρούν συνεχώς με κάτι άλλο. Με αέρα, με φως, με το κουτί! Όσο πιο μικρό είναι είναι ένα σωμάτιο τόσο πιο εύκολο είναι να το απομονώσουμε από αλληλεπιδράσεις και έτσι η υπέρθεση θα διαρκεί περισσότερο. Αυτό φυσικά ισχύει για ηλεκτρόνια και άτομα αλλά όχι για γάτες! Οι διαδικασία που ευθύνεται για την καταστροφή τυπικών συστημάτων κβαντικής υπέρθεσης, ονομάζεται αποσυνοχή. Χάρη στη αποσυνοχή η γάτα του Σρέντινγκερ είναι είτε νεκρή είτε ζωντανή αλλά ποτέ και τα δύο.
Υ.Γ. Καμία γάτα δεν έπεσε θύμα κακοποίησης στο παραπάνω πείραμα.
