Schrödinger's cat: A thought experiment in quantum mechanics - Chad Orzel

Traducător: Maria Pană Corector: Cristina Nicolae

Austrian physicist Erwin Schrödinger is one of the founders of quantum mechanics,

Fizicianul austriac Erwin Schrödinger este unul dintre fondatorii mecanicii cuantice,

but he's most famous for something he never actually did:

însă el este cel mai cunoscut pentru ceva ce nu a făcut de fapt,

a thought experiment involving a cat.

și anume un experiment mintal care implică o pisică.

He imagined taking a cat and placing it in a sealed box

El și-a imaginat că a luat o pisică și a pus-o într-o cutie sigilată,

with a device that had a 50% chance of killing the cat in the next hour.

împreună cu un dispozitiv cu șanse de 50% să omoare pisica în următoarea oră.

At the end of that hour, he asked, "What is the state of the cat?"

La finalul acelei ore, el a întrebat: „În ce stare se află pisica?”

Common sense suggests that the cat is either alive or dead,

Simțul rațiunii sugerează că pisica ar fi ori vie, ori moartă,

but Schrödinger pointed out that according to quantum physics,

însă Schrödinger a subliniat că potrivit fizicii cuantice,

at the instant before the box is opened, the cat is equal parts alive and dead,

în momentul de dinaintea deschiderii cutiei,

pisica este în raport egal și vie, și moartă,

at the same time.

în același timp.

It's only when the box is opened that we see a single definite state.

Doar când se deschide cutia, vedem o singură stare definită.

Until then, the cat is a blur of probability,

Până atunci, starea pisicii este o probabilitate înceţoşată,

half one thing and half the other.

jumătate într-un fel și jumătate altfel.

Acest lucru pare absurd, ceea ce a fost și ideea lui Schrödinger.

This seems absurd, which was Schrödinger's point.

He found quantum physics so philosophically disturbing,

El considera că fizica cuantică era atât de tulburătoare filosofic,

that he abandoned the theory he had helped make

încât a abandonat teoria la care a contribuit

and turned to writing about biology.

și s-a concentrat pe scrisul despre biologie.

As absurd as it may seem, though, Schrödinger's cat is very real.

Pe cât de absurd poate părea însă,

„Pisica lui Schrödinger” este foarte reală.

In fact, it's essential.

De fapt, este chiar esențială.

If it weren't possible for quantum objects to be in two states at once,

Dacă nu era posibil ca obiectele cuantice să se afle în două stări simultan,

the computer you're using to watch this couldn't exist.

computerul pe care îl folosiți ca să vedeți asta nu ar putea exista.

The quantum phenomenon of superposition

Fenomenul cuantic al superpoziției

is a consequence of the dual particle and wave nature of everything.

este o consecință a naturii duale de particulă și undă a fiecărui lucru.

In order for an object to have a wavelength,

Pentru ca un obiect să aibă o lungime de undă,

it must extend over some region of space,

trebuie să se extindă într-un anumit spațiu,

which means it occupies many positions at the same time.

ceea ce înseamnă că ocupă mai multe poziții simultan.

Lungimea de undă a unui obiect limitat la o mică porțiune de spațiu

The wavelength of an object limited to a small region of space

can't be perfectly defined, though.

nu poate fi perfect definită, totuși.

So it exists in many different wavelengths at the same time.

Deci, există sub forma mai multor lungimi de undă, în același timp.

We don't see these wave properties for everyday objects

Nu vedem aceste proprietăți de undă în obiectele uzuale

because the wavelength decreases as the momentum increases.

pentru că lungimea de undă scade pe măsură ce impulsul crește,

And a cat is relatively big and heavy.

iar o pisică este destul de mare și grea.

If we took a single atom and blew it up to the size of the Solar System,

Dacă am lua un singur atom și l-am mări până la mărimea Sistemului Solar,

the wavelength of a cat running from a physicist

lungimea de undă a pisicii care fuge de un fizician

would be as small as an atom within that Solar System.

ar fi la fel de mică ca un atom din acel Sistem Solar.

That's far too small to detect, so we'll never see wave behavior from a cat.

Este mult prea mică pentru a o detecta,

așa că nu vom vedea comportamentul de undă la o pisică.

A tiny particle, like an electron, though,

O particulă mică, precum electronul, însă,

can show dramatic evidence of its dual nature.

poate arăta dovezi importante ale naturii sale duale.

If we shoot electrons one at a time at a set of two narrow slits cut in a barrier,

Dacă tragem cu câte un electron pe rând

către un set de două fante înguste tăiate în barieră,

each electron on the far side is detected at a single place at a specific instant,

fiecare electron pe partea îndepărtată este detectat

într-un singur loc, la un timp anume,

like a particle.

ca o particulă.

But if you repeat this experiment many times,

Dar dacă repetați acest experiment de multe ori,

keeping track of all the individual detections,

ținând socoteala fiecărei detectări individuale,

you'll see them trace out a pattern that's characteristic of wave behavior:

îi veți vedea trasând un tipar caracteristic comportamentului undelor:

a set of stripes - regions with many electrons

un set de dungi, regiuni cu mulți electroni

separated by regions where there are none at all.

separați în zone cu niciunul.

Block one of the slits and the stripes go away.

Dacă blocați una dintre fante, dungile vor dispărea.

This shows that the pattern is a result of each electron going through both slits

Aceasta arată că tiparul este rezultatul fiecărui electron parcurgând ambele fante

at the same time.

în același timp.

A single electron isn't choosing to go left or right

Un singur electron nu decide dacă o ia la stânga sau la dreapta,

but left and right simultaneously.

ci stânga și dreapta simultan.

This superposition of states also leads to modern technology.

Această suprapunere a stărilor duce, de asemenea, la tehnologie modernă.

An electron near the nucleus of an atom exists in a spread out, wave-like orbit.

Un electron lângă nucleul unui atom există într-o orbită răsfirată, ca o undă.

Bring two atoms close together,

Apropiind doi atomi unul de altul,

and the electrons don't need to choose just one atom

electronii nu trebuie să aleagă doar un atom,

but are shared between them.

ci sunt împărtășiți între ei.

This is how some chemical bonds form.

Așa se formează unele legături chimice.

An electron in a molecule isn't on just atom A or atom B, but A+ B.

Un electron într-o moleculă nu aparține doar atomului A sau B, ci lui A+B.

As you add more atoms, the electrons spread out more,

Adăugând atomi, electronii se răspândesc mai mult,

shared between vast numbers of atoms at the same time.

fiind împărtășiți cu numere vaste de atomi în același timp.

The electrons in a solid aren't bound to a particular atom

Electronii unui solid nu sunt legați de un anumit atom,

but shared among all of them, extending over a large range of space.

ci împărțiți între ei, întinzându-se peste o rază largă de spațiu.

This gigantic superposition of states

Gigantica superpoziție a stărilor

determines the ways electrons move through the material,

determină modul în care electronii se mișcă prin materiale,

whether it's a conductor or an insulator or a semiconductor.

fie printr-un conductor, izolator sau semiconductor.

Understanding how electrons are shared among atoms

Înțelegând cum electronii sunt împărțiți între atomi,

allows us to precisely control the properties of semiconductor materials,

putem să manevrăm precis proprietățile materialelor semiconductoare,

like silicon.

precum siliconul.

Combining different semiconductors in the right way

Combinând adecvat diversitatea semiconductorilor,

allows us to make transistors on a tiny scale,

putem crea tranzistori la scală mică,

millions on a single computer chip.

milioane pe un singur cip de computer.

Those chips and their spread out electrons

Aceste cipuri și electronii lor răsfirați

power the computer you're using to watch this video.

alimentează computerul folosit pentru urmărirea acestui video.

An old joke says that the Internet exists to allow the sharing of cat videos.

O veche glumă spune că Internetul există

pentru a ne permite distribuirea filmulețelor cu pisici.

At a very deep level, though, the Internet owes its existance

La un nivel foarte adânc, totuși, Internetul își datorează existența

to an Austrian physicist and his imaginary cat.

fizicianului austriac și pisicii sale imaginare.