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Erwin Schrödinger et l'expérience de pensée du chat de Schrödinger

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Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (né le 12 août 1887 à Vienne, en Autriche) était un physicien qui a mené des travaux novateurs mécanique quantique, un domaine qui étudie le comportement de l’énergie et de la matière à de très petites échelles de longueur. En 1926, Schrödinger a développé une équation qui prédit l'emplacement d'un électron dans un atome. En 1933, il reçut un prix Nobel pour ce travail avec le physicien Paul Dirac.

Faits saillants: Erwin Schrödinger

  • Nom complet: Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger
  • Connu pour: Physicien qui a développé l'équation de Schrödinger, qui signifiait une grande avancée pour la mécanique quantique. A également développé l'expérience de pensée connue sous le nom de «Chat de Schrödinger».
  • Née: 12 août 1887 à Vienne, Autriche
  • Décédés: 4 janvier 1961 à Vienne, Autriche
  • Parents: Rudolf et Georgine Schrödinger
  • Époux: Annemarie Bertel
  • Enfant: Ruth Georgie Erica (née en 1934)
  • Éducation: Université de Vienne
  • Prix: avec le théoricien quantique, Paul A.M. Dirac reçoit le prix Nobel de physique en 1933.
  • Des publications: Qu'est ce que la vie? (1944), Nature et les Grecs (1954) et Ma vision du monde (1961).

Schrödinger est peut-être plus connu sous le nom de «Chat de Schrödinger», une expérience de pensée qu'il a élaborée en 1935 pour illustrer les problèmes d'une interprétation commune de la mécanique quantique.

Petite enfance et éducation

Schrödinger était le seul enfant de Rudolf Schrödinger - un ouvrier d'usine de linoléum et de toile cirée qui avait hérité de l'entreprise de son père - et de Georgine, fille d'un professeur de chimie de Rudolf. L'éducation de Schrödinger met l'accent sur l'appréciation culturelle et le progrès scientifique et artistique.

Schrödinger a été éduqué par un tuteur et par son père à la maison. À l'âge de 11 ans, il entre au Akademische Gymnasium de Vienne, une école axée sur l'enseignement classique et la formation en physique et en mathématiques. Là, il aimait apprendre les langues classiques, la poésie étrangère, la physique et les mathématiques, mais détestait mémoriser ce qu'il appelait des dates et des faits «accessoires».

Schrödinger a poursuivi ses études à l'Université de Vienne, où il est entré en 1906. Il a obtenu son doctorat en physique en 1910 sous la direction de Friedrich Hasenöhrl, que Schrödinger considérait comme l'une de ses plus grandes influences intellectuelles. Hasenöhrl était un étudiant du physicien Ludwig Boltzmann, un scientifique de renom connu pour ses travaux en mécanique statistique.

Après avoir obtenu son doctorat, Schrödinger a travaillé comme assistant de Franz Exner, un autre étudiant de Boltzmann, jusqu'à sa rédaction au début de la Première Guerre mondiale.

Début de carrière

En 1920, Schrödinger épouse Annemarie Bertel et déménage avec elle à Iéna, en Allemagne, pour travailler comme assistant du physicien Max Wien. Il a ensuite été professeur dans plusieurs universités sur une courte période, d'abord comme professeur junior à Stuttgart, puis comme professeur titulaire à Breslau, avant de rejoindre l'Université de Zurich en tant que professeur en 1921. Les six années suivantes de Schrödinger à Zurich comptait parmi les plus importants de sa carrière professionnelle.

À l'université de Zurich, Schrödinger a développé une théorie qui a considérablement avancé la compréhension de la physique quantique. Il a publié une série d'articles - environ un par mois - sur la mécanique des vagues. En particulier, le premier article, "La quantification en tant que problème de valeur propre", introduisait ce qui allait devenir le Équation de Schrödinger, maintenant une partie centrale de la mécanique quantique. Schrödinger a reçu le prix Nobel pour cette découverte en 1933.

Équation de Schrödinger

L'équation de Schrödinger décrivait mathématiquement la nature "ondulatoire" des systèmes régis par la mécanique quantique. Avec cette équation, Schrödinger a fourni un moyen non seulement d’étudier les comportements de ces systèmes, mais également de prédire comment ils se comportent. Bien qu'il y ait eu beaucoup de discussions initiales sur la signification de l'équation de Schrödinger, les scientifiques l'ont finalement interprétée comme la probabilité de trouver un électron quelque part dans l'espace.

Le chat de Schrödinger

Schrödinger a formulé cette expérience de pensée en réponse à la Interprétation de Copenhague de la mécanique quantique, qui stipule qu'une particule décrite par la mécanique quantique existe dans tous les états possibles en même temps, jusqu'à ce qu'elle soit observée et contrainte de choisir un état. Voici un exemple: considérons une lumière pouvant allumer le rouge ou le vert. Lorsque nous ne regardons pas la lumière, nous supposons qu’elle est rouge et vert. Cependant, lorsque nous l'observons, la lumière doit forcer le rouge ou le vert, et c'est la couleur que nous voyons.

Schrödinger n'était pas d'accord avec cette interprétation. Il a créé une expérience de pensée différente, appelée Chat de Schrödinger, pour illustrer ses préoccupations. Dans l'expérience de Schrödinger sur les chats, un chat est placé dans une boîte scellée contenant une substance radioactive et un gaz toxique. Si la substance radioactive se décomposait, elle libérerait le gaz et tuerait le chat. Sinon, le chat serait en vie.

Parce que nous ne savons pas si le chat est vivant ou mort, on considère que tous les deux vivant et mort jusqu'à ce que quelqu'un ouvre la boîte et voit par lui-même quel est l'état du chat. Ainsi, simplement en regardant dans la boîte, quelqu'un a magiquement rendu le chat vivant ou mort même si cela est impossible.

Influences sur le travail de Schrödinger

Schrödinger n'a pas laissé beaucoup d'informations sur les scientifiques et les théories qui ont influencé son propre travail. Cependant, les historiens ont reconstitué certaines de ces influences, notamment:

  • Louis de Broglie, physicien, a introduit le concept d ’« ondes de matière ». Schrödinger avait lu la thèse de De Broglie ainsi qu’une note de bas de page écrite par Albert Einstein, qui parlait de façon positive du travail de Broglie. un séminaire organisé à la fois par l’Université de Zurich et une autre université, l’ETH Zurich.
  • Boltzmann. Schrödinger considérait l'approche statistique de Boltzmann en physique comme son "premier amour pour la science" et une grande partie de sa formation scientifique suivait la tradition de Boltzmann.
  • Les travaux antérieurs de Schrödinger sur la théorie quantique des gaz étudient les gaz du point de vue de la mécanique quantique. Dans l'un de ses articles sur la théorie quantique des gaz, «On the's Theory Theory», Schrödinger a appliqué la théorie de De Broglie sur les ondes de matière pour aider à expliquer le comportement des gaz.

Plus tard carrière et la mort

En 1933, la même année où il remporta le prix Nobel, Schrödinger démissionna de son poste de professeur à l'Université de Berlin, qu'il avait rejoint en 1927, en réponse à la prise de contrôle par l'Allemagne par les nazis et le renvoi de scientifiques juifs. Il a ensuite déménagé en Angleterre, puis en Autriche. Cependant, en 1938, Hitler envahit l’Autriche, forçant Schrödinger, désormais anti-nazi, à fuir à Rome.

En 1939, Schrödinger a déménagé à Dublin, en Irlande, où il est resté jusqu'à son retour à Vienne en 1956. Schrödinger est décédé de tuberculose le 4 janvier 1961 à Vienne, sa ville natale. Il avait 73 ans.

Sources

  • Fischer E. Nous faisons tous partie du même être: une introduction à Erwin Schrödinger. Soc Res, 1984; 51(3): 809-835.
  • Heitler W. «Erwin Schrödinger, 1887-1961.» Biogr Mem Fellows Royal Soc, 1961; 7: 221-228.
  • Masters B. «Le chemin d'Erwin Schrödinger vers la mécanique des vagues». Nouvelles Opt Photonics, 2014; 25(2): 32-39.
  • Moore W. Schrödinger: Vie et pensée. La presse de l'Universite de Cambridge; 1989.
  • Schrödinger: Célébration du centenaire d'un polymathe. Ed. Clive Kilmister, Cambridge University Press; 1987.
  • Schrödinger E. "Quantisierung als Eigenwertproblem, erste Mitteilung."Ann. Phys., 1926; 79: 361-376.
  • Teresi D. Le seul gardien de la mécanique quantique. Le site Web du New York Times. //www.nytimes.com/1990/01/07/books/the-lone-ranger-of-quantum-mechanics.html. 1990.


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