قطة شرودنجر والانفصام في ميكانيكا الكم

ميكانيكا , الكم , شرودنجر , والانفصام , قطب

|محمد هاشم البشير يقول عالم الفيزياء البريطاني ستيفن هوكنج :"كلما سمعت عن قطة شرودنجر مددت يدي نحو المسدس !!" أي يريد أن يقتل نفسه لأن المعادلة تبدو صحيحة رياضياً و لكنها مستحيلة في الواقع فكيف يحصل هذا التناقض المحير؟

إن تجربة قطة شرودنجر مثال مشهور على الانفصام بين الصحة الرياضية و الواقع الفيزيائي لظاهرة ما. و تجربة شرودنجر هذه مبنية على مبدأ الاحتمالات الرياضية و ذلك بافتراض وجود قطة داخل حاوية مغلقة و مع القطة عداد جيجر و كميةضئيلة من مادة مشعة بحيث يكون احتمال تحلل ذرة واحدة خلال ساعة واحدة خمسين بالمائةتماماً. إذا تحللت ذرة فان عداد جيجر سوف يسجل لحظياً سلسلة من الحوادث يسفر عنهاتحرير كمية من حامض الهدروسيانيك كافية لقتل القطة فوراً.
و الآن قف أمام الصندوق المغلق و قبل أن تفتحه توقع هل القطة حية أم ميتة ؟ إن القطة إما حية أو ميتة هذا ما نتوقعه في حياتنا اليومية. و لكن من وجهة نظر ميكانيكا الكم، توجد القطة بعد مرور الساعة في حالة مركبة من الحياة و الموت. كيف ذلك ؟ عندما يحاول الملاحظتوقع ما سيرى عند رفع الغطاء بمنظور ميكانيكا الكم عندما تنقضي الساعة، فإنه لنيستطيع إلا أن يعزى إلى المنظومة كلها -الصندوق و محتوياته - فبتطبيق ميكانيكا الكم على نظام يجمع الذرة (جسيم صغير) و القطة (جسم كبير) تفترض ميكانيكا الكم تراكب موجتين : الأولى (الذرة لا تتحلل /القطة حية) و الدالة الموجية للحالة الأخرى (الذرة تتحلل /القطة ميتة). و تقول أنه في لحظة فتح الصندوق و المشاهدة تختزل دالة موجية تصف القطةبأنها في حالتي تراكب متساويتين. موضوع التراكب معروف بالنسبة للذرات،أما بالنسبة للقطة، فإذا نظر ملاحظ خارجي إلى الصندوق بعد انقضاء الساعة فإنه سيجدإحدى النتيجتين: القطة ميتة، أو حية ولا توجد ملاحظة فيزيائية معروفة تناظر حالةالتراكب، أي أن حالة التراكب ليست حالة مميزة أو ذاتية لأي كمية واقعية يمكن تخيلهاو رصدها. لذلك فإن الملاحظ مجبر على الإختيار بين حياة أو موت القطة.تفكير شرودنجر هذا يمقت فكر القفز التي يقول بها بور و كان يحابي فكرةديبروي الموجية في المادة فهو يراها طريقة يمكن أن نحصل منها على كلخواص نموذج بور و الميكنك المصفوفي هذا بالإضافة إلى أن معادلة الموجه من تقاليدالفيزياء التقليدية و يعرف الفيزيائيون كيف يعالجونها فيستطيعوا التعامل معميكانيكا الكم في صوره موجية.هذا تأكيدعلى العلاقة المتينة بين الكم و الاحتمالات و لم يكن ذلك يعجب اينشتاين حينها.
تستند الفيزياء الكمومية إلى صورية (شكلانية) رياضية قوية و جافة يستحيل نقلها بلغتنا العادية. لقد أهملت هذه النظرية المرئيات و المحسوسات في سبيل إبراز الجانب الصوري، و بذلك فرضت قطيعة واضحة مع "الحس المشترك" إلى حد " أن كل تعبير مجازي في هذه الفيزياء يؤدي إلى تناقضات".
و لا نعرف تماماً عما إذا كان شرودنجر يريد بيان انطباق ميكانيكا الكم أيضاً على الأجسام الكبيرة (القطة) بفكرته هذه، أم أراد القول بعكس ذلك.

المصدر: ملتقى شذرات