Return to Video

החתול של שרודינגר: ניסוי מחשבתי במכאניקה קוואנטית - צ'אד אורזל

  • 0:07 - 0:12
    הפיזיקאי האוסטרי ארווין שרודינגר
    הוא אחד ממיסדי המכאניקה הקוואנטית,
  • 0:12 - 0:15
    אבל הוא הכי מפורסם בזכות משהו
    שהוא מעולם לא עשה:
  • 0:15 - 0:18
    ניסוי מחשבתי שכולל חתול.
  • 0:18 - 0:21
    הוא דמיין שלוקחים חתול
    ושמים אותו בקופסה אטומה
  • 0:21 - 0:27
    עם מכשיר שיש לו סיכוי של 50%
    להרוג אות החתול בשעה הקרובה.
  • 0:27 - 0:30
    בסוף השעה, הוא שואל, "מה מצב החתול?"
  • 0:30 - 0:34
    ההגיון אומר שהחתול או חי או מת,
  • 0:34 - 0:37
    אבל שרודינגר הראה שלפי הפיסיקה הקוואנטית,
  • 0:37 - 0:42
    ברגע לפני פתיחת הקופסה,
    החתול חי ומת באותה מידה,
  • 0:42 - 0:44
    באותו הזמן.
  • 0:44 - 0:48
    רק כשפותחים את הקופסה
    יש לנו מצב אחד בטוח.
  • 0:48 - 0:52
    עד אז, החתול הוא ערפל של אפשרויות,
  • 0:52 - 0:54
    חצי דבר אחד וחצי דבר אחר.
  • 0:54 - 0:57
    זה נראה אבסורדי,
    שזו היתה הנקודה של שרודינגר.
  • 0:57 - 1:00
    הוא מצא את הפיסיקה הקוואנטית
    כל כך מטרידה פילוסופית,
  • 1:00 - 1:03
    שהוא נטש את התאוריה שהוא עזר לפתח
  • 1:03 - 1:05
    ופנה לכתוב על ביולוגיה.
  • 1:05 - 1:09
    כמה שזה נשמע אבסורדי, עם זאת,
    החתול של שרודינגר הוא מאוד אמיתי.
  • 1:09 - 1:11
    למעשה, הוא חיוני.
  • 1:11 - 1:14
    אם זה לא היה אפשרי לעצמים קוואנטיים
    להיות בשני מצבים באותו זמן,
  • 1:14 - 1:19
    המחשב בו אתם משתמשים
    כדי לצפות בזה לא היה קיים.
  • 1:19 - 1:21
    התופעה הקוואנטית של סופרפוזיציה
  • 1:21 - 1:26
    היא תוצאה של הטבע הדואלי
    הגלי חלקיקי של הכל.
  • 1:26 - 1:28
    בכדי שלעצם יהיה אורך גל,
  • 1:28 - 1:30
    הוא חייב להתרחב לאזור מסויים של חלל,
  • 1:30 - 1:34
    מה שאומר שהוא תופס
    הרבה מיקומים באותו הזמן.
  • 1:34 - 1:37
    אורך הגל של עצם שמוגבל לאזור קטן של החלל
  • 1:37 - 1:39
    לא יכול עם זאת, להיות מוגדר באופן מושלם.
  • 1:39 - 1:43
    אז הוא קיים בהרבה
    אורכי גל שונים באותו הזמן.
  • 1:43 - 1:46
    אנחנו לא רואים את תכונות
    הגל האלה בעצמים יום יומיים
  • 1:46 - 1:50
    מפני שאורך הגל קטן כשהמומנט גדל.
  • 1:50 - 1:53
    וחתול הוא יחסית גדול וכבד.
  • 1:53 - 1:57
    אם ניקח אטום בודד ונגדיל אותו
    לגודל של מערכת השמש,
  • 1:57 - 2:00
    אורך הגל של חתול שבורח מפיסיקאי
  • 2:00 - 2:03
    יהיה קטן כמו אטום בתוך מערכת השמש.
  • 2:03 - 2:08
    זה קטן מדי לזיהוי, אז אנחנו לעולם
    לא נראה התנהגות גלית של חתול.
  • 2:08 - 2:10
    חלקיק זעיר, כמו אלקטרון, עם זאת,
  • 2:10 - 2:13
    יכול להראות עדויות דרמטיות
    של הטבע הדואלי שלו.
  • 2:13 - 2:19
    אם נירה אלקטרונים אחד כל פעם
    לסט של שני חריצים צרים שנחתכו במחסום,
  • 2:19 - 2:24
    כל אלקטרון בצד השני מזוהה
    במיקום בודד בזמן ספציפי,
  • 2:24 - 2:25
    כמו חלקיק.
  • 2:25 - 2:28
    אבל אם תחזרו על הניסוי הזה הרבה פעמים,
  • 2:28 - 2:30
    ותעקבו אחרי כל הגילוים הבודדים,
  • 2:30 - 2:35
    אתם תראו אותם יוצרים תבנית
    שאופיינית להתנהגות גלית
  • 2:35 - 2:37
    סט של קווים - אזורים עם הרבה אלקטרונים
  • 2:37 - 2:40
    מופרדים על ידי אזורים בהם אין בכלל.
  • 2:40 - 2:43
    חסמו אחד מהחריצים והקוים נעלמים.
  • 2:43 - 2:48
    זה מראה שהדוגמה היא תוצאה
    של כל אלקטרון שעובר דרך שני החריצים
  • 2:48 - 2:50
    באותו הזמן.
  • 2:50 - 2:53
    אלקטרון בודד לא בוחר לעבור מימין או משמאל
  • 2:53 - 2:56
    אלא מימין ומשמאל יחדיו.
  • 2:56 - 3:00
    הסופרפוזיציה הזו מובילה
    גם לטכנולוגיה מודרנית.
  • 3:00 - 3:05
    אלקטרון ליד הגלעין של אטום
    קיים במסלול מפוזר, דמוי גל.
  • 3:05 - 3:07
    קרבו שני אטומים יחד,
  • 3:07 - 3:10
    והאלקטרון לא צריך לבחור אטום אחד
  • 3:10 - 3:12
    אלא מחולק בין שניהם.
  • 3:12 - 3:15
    כך כמה קשרים כימיקליים נוצרים.
  • 3:15 - 3:21
    אלקטרון במולקולה לא נמצא רק
    על אטום א' או ב', אלא על א' וב'.
  • 3:21 - 3:24
    כשאתם מוסיפים עוד אטומים,
    האלקטרונים מתפרשים עוד יותר,
  • 3:24 - 3:27
    ומתחלקים בין כמו עצומה
    של אטומים באותו הזמן.
  • 3:27 - 3:31
    האלקטרונים במוצק לא קשורים לאטום בודד
  • 3:31 - 3:35
    אלא מחולקים בין כולם,
    משתרעים על פני מרחב גדול.
  • 3:35 - 3:38
    הסופרפוזיציה העצומה הזו של מצבים
  • 3:38 - 3:42
    קובעת את הדרך בה אלקטרונים נעים דרך חומר,
  • 3:42 - 3:46
    בין אם זה מוליך או מבודד או מוליך למחצה.
  • 3:46 - 3:48
    הבנת איך אלקטרונים מחולקים בין אטומים
  • 3:48 - 3:52
    מאפשרת לנו לשלוט במדוייק
    בתכונות של חומרים מוליכים למחצה,
  • 3:52 - 3:54
    כמו סיליקון.
  • 3:54 - 3:56
    שילוב מוליכים למחצה שונים בדרך הנכונה
  • 3:56 - 4:00
    מאפשר לנו ליצור טרנזיסטורים
    בקנה מידה זעיר,
  • 4:00 - 4:02
    מיליונים על שבב מחשב בודד.
  • 4:02 - 4:04
    השבבים האלה והאלקטרונים המפוזרים שלהם
  • 4:04 - 4:07
    מפעילים את המחשב
    בו אתם משתמשים כדי לצפות בסרטון הזה.
  • 4:07 - 4:12
    בדיחה ישנה מספר שהאינטרנט
    קיים כדי לאפשר לחלוק סרטוני חתולים.
  • 4:12 - 4:15
    ברמה המאוד עמוקה, עם זאת,
    האינטרנט חייב את קיום שלו
  • 4:15 - 4:19
    לפיסיקאי אוסטרי והחתול הדמיוני שלו.
Title:
החתול של שרודינגר: ניסוי מחשבתי במכאניקה קוואנטית - צ'אד אורזל
Speaker:
Chad Orzel
Description:

צפום שבשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/schrodinger-s-cat-a-thought-experiment-in-quantum-mechanics-chad-orzel

הפיסיקאי האוסטרי ארווין שרודינגר, אחד מאבות המכאניקה הקוואנטית, העלה את השאלה המפורסמת שלו: אם תשימו חתול בקופסה סגורה עם מכשיר שיש לו סיכוי של 50% להרוג את החתול בשעה הקרובה, מה יהיה המצב של החתול כשהזמן יעבור? צ'אד אורזל חוקר את הניסוי הזה.

שיעור מאת צ'אד אורזל, אנימציה של אגוטה וגסו.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:38

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.