Il est important de noter qu’aucun chat réel, réel ou superposé, n’a été blessé lors de la création de cet article Spiegato. (blague à l’intérieur pour les majors de physique).
Erwin Schrödinger était un contemporain d’autres physiciens éminents tels qu’Albert Einstein et Neils Bohr, bien qu’il s’intéressait davantage à un domaine relativement nouveau appelé physique quantique. La physique quantique en général allait à l’encontre de ce qu’Einstein et Bohr considéraient comme un fait scientifique, ce qui a conduit à un certain nombre de débats de haut niveau entre Schrödinger et Einstein. L’un de ces arguments contenait une expérience de pensée paradoxale que nous connaissons maintenant sous le nom de chat de Schrödinger, bien que le chat n’ait jamais été que théorique.
L’un des problèmes inhérents aux systèmes subatomiques est la difficulté de l’observation humaine. On peut supposer que les particules subatomiques se comportent d’une certaine manière, mais l’introduction d’un microscope ou d’une caméra pour les observer en action peut affecter négativement le comportement naturel du système subatomique. Ce serait l’équivalent d’une classe d’étudiants changeant de comportement une fois qu’ils découvriraient une équipe de tournage de documentaires dans la salle. La même chose se produit lorsque les physiciens essaient d’observer de très petits objets.
« Le chat de Schrödinger » est essentiellement une leçon de choses sur les problèmes de se fier uniquement à l’observation lorsqu’il s’agit de systèmes subatomiques. Schrödinger a suggéré une expérience dans laquelle un chat vivant serait placé dans une cage sur un côté d’un tube métallique. Près du chat se trouverait une fiole contenant du gaz toxique et un mécanisme de déclenchement. Un scientifique placerait une très petite quantité d’une substance radioactive à l’autre extrémité du tube. Cette matière radioactive se désintégrerait au rythme d’un atome par heure, mais les chances que cela se produise sont de cinquante-cinquante. Si un atome était effectivement libéré, cela provoquerait la rupture de la fiole de gaz toxique et le chat mourrait. Aucune désintégration atomique ne signifierait que le chat vit.
Une fois ce tube théorique scellé, aucune observation extérieure ne serait possible. Personne ne serait en mesure d’enregistrer le chat de Schrödinger pendant une heure entière. Au bout de 60 minutes, la question pour l’expérimentateur serait Le chat de Schrödinger est-il vivant ou mort ?. Selon les théories d’Einstein, le chat serait soit mort, soit vivant, sans compromis. Ce n’est que lorsque le tube a été ouvert et que le statut du chat est devenu observable qu’une réponse définitive a pu être trouvée. Einstein verrait soit un chat mort, soit un chat vivant, puisque Dieu ne joue pas aux dés avec l’univers.
Selon la théorie de la physique quantique de Schrödinger, cependant, le chat est en réalité dans deux états différents en même temps. Une version du chat est morte, mais une autre est toujours en vie. C’est ainsi que les systèmes subatomiques devraient également fonctionner, ce qui met en place le paradoxe. Un chat vit dans un système macroscopique, dans lequel les objets vivent ou non. Il n’y a pas de juste milieu, comme la moitié d’un chat vivant. En physique quantique, cependant, le chat de Schrödinger théorique pourrait exister dans divers états, de complètement vivant à mort et à tous les stades intermédiaires. Tous ces états, connus sous le nom de superposition, sont des résultats possibles de l’expérience, bien qu’un seul puisse être observé comme vrai lorsque le scientifique a examiné le chat.
Schrödinger lui-même a ensuite exprimé le regret d’avoir utilisé un chat comme victime potentielle d’une expérience de pensée paradoxale. Son point initial était d’illustrer certains des problèmes d’observation des systèmes subatomiques et de tirer des conclusions lorsque l’acte d’observation pouvait fausser les résultats. En retirant le paradoxe du monde subatomique plus petit et en le déplaçant dans le monde macroscopique plus vaste, Schrödinger a en effet prouvé son point de vue à Einstein et à d’autres, mais sa leçon de choses théorique serait à jamais connue sous le nom de chat de Schrödinger.