Základní pojmy kvantové teorie - IS MUNI
Základní pojmy kvantové teorie. Kvantová fyzika si klade za cíl předpovídat hodnoty pozorovatelných (experimentálně měřitelných) fyzikálních veličin.
Schrödingerova kočka
Kvantová teorie je pravděpodobně nejúspěšnější teorií o přírodě vůbec. Umí být kvantitativní, opírá se silně o matematiku, matematiku, která není triviální. Dovoluje laikům, ale i odborníkům klást zatím nezodpovězené otázky, dokonce otázky s příchutí paradoxů. Jedním z nepopulárnějších je <anchor>Schrödingerova kočka</anchor>.
Schrödingerova kočka
Schrödingerova kočka

![](../obr/ZFCh.png)

![](../obr/EQ.gif)

![linka modra](../obr/blue.gif)

**[ZPĚT](zaklady.htm#cat)**

# **Schrödingerova kočka**

(ilustrace z titulní strany knihy

J. Gribin _In Search of Schrödinger Cat_,

Bantam Book, 1984
)

![kočka](../obr/1/kocka.png)

Malé objekty, jako elektrony, jádra a různé částice, které velmi dobře a v souladu s experimentem popisuje kvantová teorie, se v některých ohledech chovají divně. Lépe vyjádřeno, jejich chování se jeví jako divné z pohledu našich makroskopických zkušeností. Tak jediný elektron třeba interferuje sám se sebou. Nebo jediný elektron projde současně dvěma štěrbinami. Snad nejvíce vzrušující je to, že kvantově mechanický objekt není v určitém stavu do té doby, než provedeme jeho pozorování. Pozorovatel zaviní kolaps vlastní funkce. Pozorování (interakce přístroje s objektem) způsobí to, že objekt se ocitne v některém z přípustných stavů a my můžeme pouze vypočítat, jakou pravděpodobnost přípustné stavy mají. Zajímavě to ilustruje myšlený pokus s kočkou, které se říká Schrödingerova. V krabici, do níž nenahlížíme, je kočka. Je tam také radioaktivní atom a další zařízení. Pakliže se jádro radioaktivního atomu rozpadne, přítomný detektor zachytí vyzářenou částici (např. gama-foton), impuls je zesílen a převeden na pohyb kladívka, které rozbije ampuli s kyanovodíkem. Myšlená kočka by tedy rozpad jádra nepřežila. Můžeme však vypočítat, kdy se jádro rozpadne? Je-li radioaktivních jader mnoho, není problém proměřit kinetiku jejich rozpadu a zjistit střední dobu života, tedy dobu, po jejímž uplynutí se jádro nejpravděpodobněji rozpadne. Je-li však jádro jediné, kvantová mechanika neumí říci nic jiného než to, že v okamžiku uplynutí stření doby života je jádro ve stavu, na němž se stejnou měrou podílí vlastní funkce nerozpadnutého a rozpadnutého jádra. Ve stejném okamžiku je i stav kočky popsán vlastní funkcí složenou stejnou měrou z vlastní funkce živé kočky a z vlastní funkce mrtvé kočky. Když experimentátor, právě v momentu uplynutí střední doby života jádra, krabici otevře, uvidí nikoliv superpozici obou stavů kočky, nýbrž buď kočku živou, nebo kočku mrtvou, a to se stejnou pravděpodobností. Způsobí kolaps vlastní funkce ze superponované z přípustných stavů na funkci jednoho přípustného stavu. Pesimista to vidí tak, že experimentátor otevřením krabice Schrödingerovu kočku s padesátiprocentní pravděpodobností zabije, optimista tak, že jí s padesátiprocentní pravděpodobností zachrání život...Lze o tom přemýšlet dlouho a všelijak. Mnozí tak učinili a stále činí. Někteří si myslí, že je to jinak. Nezbývá než konstatovat, že problém interpretace a porozumění některým jevům z oblasti velmi malých objektů není na úrovni „selského“ rozumu uzavřen. Je určitě možné tvrdit, že pro elektrony dokážeme leccos velmi přesně spočítat, leč samotná povaha elektronu nám zčásti uniká. Jednou to určitě někdo rozlouskne. Dobrá zpráva pro chemiky je, že nejasnosti o elektronech, spadající na hranici mezi poznaným a nepoznaným, současné kvantové chemii nevadí; ani kvalitativně při posuzování molekulové struktury ani kvantitativně při snaze spočítat vlastnosti molekul s experimentální přesností. Možná by spíše byla vhodná provokace: kéž by současná chemie blíže přilnula k rozsáhlým výsledkům kvantových chemiků a nelpěla tolik na některých konceptech, kterým by to lépe slušelo v muzeu chemické historie, kde by se bez napadání těšily jen a jen obdivu...

**[ZPĚT](zaklady.htm#cat)**

![linka cervena](../obr/red.gif)