Fizicianul austriac Erwin Schrödinger este unul dintre fondatorii mecanicii cuantice,
însă el este cel mai cunoscut pentru ceva ce nu a făcut de fapt,
și anume un experiment mintal care implică o pisică.
El și-a imaginat că a luat o pisică și a pus-o într-o cutie sigilată,
împreună cu un dispozitiv cu șanse de 50% să omoare pisica în următoarea oră.
La finalul acelei ore, el a întrebat: „În ce stare se află pisica?”
Simțul rațiunii sugerează că pisica ar fi ori vie, ori moartă,
însă Schrödinger a subliniat că potrivit fizicii cuantice,
în momentul de dinaintea deschiderii cutiei,
pisica este în raport egal și vie, și moartă,
în același timp.
Doar când se deschide cutia, vedem o singură stare definită.
Până atunci, starea pisicii este o probabilitate înceţoşată,
jumătate într-un fel și jumătate altfel.
Acest lucru pare absurd, ceea ce a fost și ideea lui Schrödinger.
El considera că fizica cuantică era atât de tulburătoare filosofic,
încât a abandonat teoria la care a contribuit
și s-a concentrat pe scrisul despre biologie.
Pe cât de absurd poate părea însă,
„Pisica lui Schrödinger” este foarte reală.
De fapt, este chiar esențială.
Dacă nu era posibil ca obiectele cuantice să se afle în două stări simultan,
computerul pe care îl folosiți ca să vedeți asta nu ar putea exista.
Fenomenul cuantic al superpoziției
este o consecință a naturii duale de particulă și undă a fiecărui lucru.
Pentru ca un obiect să aibă o lungime de undă,
trebuie să se extindă într-un anumit spațiu,
ceea ce înseamnă că ocupă mai multe poziții simultan.
Lungimea de undă a unui obiect limitat la o mică porțiune de spațiu
nu poate fi perfect definită, totuși.
Deci, există sub forma mai multor lungimi de undă, în același timp.
Nu vedem aceste proprietăți de undă în obiectele uzuale
pentru că lungimea de undă scade pe măsură ce impulsul crește,
iar o pisică este destul de mare și grea.
Dacă am lua un singur atom și l-am mări până la mărimea Sistemului Solar,
lungimea de undă a pisicii care fuge de un fizician
ar fi la fel de mică ca un atom din acel Sistem Solar.
Este mult prea mică pentru a o detecta,
așa că nu vom vedea comportamentul de undă la o pisică.
O particulă mică, precum electronul, însă,
poate arăta dovezi importante ale naturii sale duale.
Dacă tragem cu câte un electron pe rând
către un set de două fante înguste tăiate în barieră,
fiecare electron pe partea îndepărtată este detectat
într-un singur loc, la un timp anume,
ca o particulă.
Dar dacă repetați acest experiment de multe ori,
ținând socoteala fiecărei detectări individuale,
îi veți vedea trasând un tipar caracteristic comportamentului undelor:
un set de dungi, regiuni cu mulți electroni
separați în zone cu niciunul.
Dacă blocați una dintre fante, dungile vor dispărea.
Aceasta arată că tiparul este rezultatul fiecărui electron parcurgând ambele fante
în același timp.
Un singur electron nu decide dacă o ia la stânga sau la dreapta,
ci stânga și dreapta simultan.
Această suprapunere a stărilor duce, de asemenea, la tehnologie modernă.
Un electron lângă nucleul unui atom există într-o orbită răsfirată, ca o undă.
Apropiind doi atomi unul de altul,
electronii nu trebuie să aleagă doar un atom,
ci sunt împărtășiți între ei.
Așa se formează unele legături chimice.
Un electron într-o moleculă nu aparține doar atomului A sau B, ci lui A+B.
Adăugând atomi, electronii se răspândesc mai mult,
fiind împărtășiți cu numere vaste de atomi în același timp.
Electronii unui solid nu sunt legați de un anumit atom,
ci împărțiți între ei, întinzându-se peste o rază largă de spațiu.
Gigantica superpoziție a stărilor
determină modul în care electronii se mișcă prin materiale,
fie printr-un conductor, izolator sau semiconductor.
Înțelegând cum electronii sunt împărțiți între atomi,
putem să manevrăm precis proprietățile materialelor semiconductoare,
precum siliconul.
Combinând adecvat diversitatea semiconductorilor,
putem crea tranzistori la scală mică,
milioane pe un singur cip de computer.
Aceste cipuri și electronii lor răsfirați
alimentează computerul folosit pentru urmărirea acestui video.
O veche glumă spune că Internetul există
pentru a ne permite distribuirea filmulețelor cu pisici.
La un nivel foarte adânc, totuși, Internetul își datorează existența
fizicianului austriac și pisicii sale imaginare.