Chú mèo của Schrödinger

Chú mèo của Schrödinger là một thí nghiệm tưởng tượng, đôi khi được gọi là nghịch lý, do nhà vật lý học Áo Erwin Schrödinger nghĩ ra vào năm 1935 khi tranh luận với Albert Einstein về cách hiểu Copenhagen trong cơ học lượng tử. Thí nghiệm đưa ra giả thuyết về một con mèo có thể vừa sống vừa chết, theo cách hiểu của vật lý là trạng thái chồng chập lượng tử. Hiện tượng này xảy ra khi đối tượng thí nghiệm liên kết với sự kiện hạt hạ nguyên tử ngẫu nhiên.

Thí nghiệm tưởng tượng này cũng được nhắc đến trong các cuộc thảo luận lý thuyết về cách hiểu cơ học lượng tử, đặc biệt trong các tình huống liên quan đến vấn đề đo lường. Schrödinger đã đặt ra thuật ngữ Verschränkung (sự vướng víu) trong quá trình phát triển thí nghiệm này.

Thí nghiệm

Schrödinger đã viết:

Một con mèo được đặt trong hộp, cùng với các thiết bị sau (mà mèo không thể tác động vào): một ống đếm Geiger và một mẩu vật chất phóng xạ nhỏ, có 50% xác suất phát ra tia phóng xạ trong một tiếng. Nếu tia phóng xạ phát ra, ống đếm Geiger sẽ kích hoạt búa đập vỡ lọ thuốc độc hydrocyanic acid, và mèo sẽ chết. Nếu không, mèo sẽ sống. Hàm sóng của hệ thống sẽ là sự chồng chập giữa trạng thái sống và chết của mèo với biên độ như nhau.

Trong những tình huống như vậy, sự bất định của thế giới vi mô đã chuyển sang thế giới vĩ mô, và có thể được giải quyết bằng quan sát trực tiếp. Điều này giúp tránh việc chấp nhận một cách ngây thơ một 'mô hình bị làm nhòe' khi mô tả thực tại. Các tình huống như vậy không có gì mơ hồ. Có sự khác biệt giữa một bức ảnh chụp nhòe và một bức ảnh rõ nét của đám mây hay sương mù.

Với thí nghiệm này, Schrödinger đã đặt câu hỏi: 'khi nào thì một hệ lượng tử ngừng tồn tại ở trạng thái chồng chập của các trạng thái cơ bản và trở thành một trong số các trạng thái cơ bản?' Trường phái Copenhagen cho rằng chỉ khi có sự can thiệp của người quan sát thì trạng thái của hệ lượng tử mới xác định. Trong thí nghiệm tưởng tượng này, chính con mèo phải là quan sát viên (nếu nó sống, nó chỉ nhớ là mình đã luôn sống) hoặc là sự tồn tại của nó ở một trạng thái xác định đòi hỏi sự can thiệp của một quan sát viên bên ngoài. Như vậy, dường như chính sự tác động của quan sát viên quyết định trạng thái của mèo. Điều này là không thể chấp nhận được với Albert Einstein, người cho rằng trạng thái của mèo là độc lập với việc quan sát.

Thông tin thêm

Nhà vật lý Stephen Hawking từng nói: 'Khi nghe về con mèo của Schrödinger, tôi muốn tìm ngay khẩu súng của mình.'