Erwin Schrödinger

august 1887 – Beč, 4. januar 1961) bio je austrijski fizičar.

Erwin Schrödinger
Rođenje	(1887-08-12) 12. august 1887. Beč, Austro-Ugarska
Smrt	4. januar 1961(1961-01-04) (73 godine) Beč, Austrija

Rođen je kao sin jedinac dobro obrazovanih roditelja. Do 11. godine obrazovao se kod kuće, a nakon toga je pohađao školu da se pripremi za Bečki univerzitet.

Tamo je diplomirao fiziku te je ostao na univerzitetu do Prvog svjetskog rata u kojem je učestvovao na italijanskom frontu. Nakon rata vraća se u Beč gdje se ženi i 1921. dobija poziciju teorijskog fizičara na sveučilištu u Zürichu. Šest godina koje je tu proveo bile su među najproduktivnijima u njegovoj karijeri, iako je na mehanici valova počeo raditi tek 1925. Već 1926. objavio je svoj rad gdje kretanje elektrona u atomu opisuje kao talasnu funkciju. Godine 1927. dobija veliko priznanje, jer ga pozivaju na Berlinski univerzitet gdje bi trebao zamijeniti Maxa Plancka. Tamo ostaje do 1933. kada zbog nacista odlazi na Oxford. Iste godine podijelio je Nobelovu nagradu za fiziku sa Paulom Diracom.

Godine 1938. vraća se u Austriju, ali nakon što je Njemačka pripaja, emigrira u Dublin gdje se bavi filozofijom fizike. Godine 1960. vraća se u Beč i godinu dana kasnije umire.

Schrodingerova jednačina kretanja elektrona je osnovna jednačina u modernoj kvantnoj fizici. Potpuno odbacuje pokušaje da se kretanje elektrona odvija po određenim putanjama u atomu i nastoji opisati njihovo kretanje isključivo valnim svojstvima. U nekom trenutku ta vjerovatnoća da se elektron nađe u nekoj tački prostora jednaka je kvadratu apsolutne vrijednosti valne funkcije. Valna funkcija se mijenja ovisno o kvantizaciji elektrona. Pomoću te jednačine dobija se kvantofizikalni model svakog pojedinog atoma. Ipak, tu jednačinu je iznimno teško riješiti i očekuje se da će svoju punu upotebnu vrijednost dosegnuti daljnjim razvojem računara.

Posebno je poznat po postuliranju Schrödingerove jednačine, jednačine koja pruža način za izračunavanje talasne funkcije sistema i kako se ona dinamički mijenja u vremenu. On je skovao termin "kvantna zapetljanost", i bio je najraniji koji je o tome raspravljao, učinivši to 1932.

Pored toga, napisao je mnoga djela o različitim aspektima fizike: statističkoj mehanici i termodinamici, fizici dielektrika, teoriji boja, elektrodinamici, općoj relativnosti i kosmologiji, a napravio je i nekoliko pokušaja da izgradi jedinstvenu teoriju polja. U svojoj knjizi Šta je život? Schrödinger se bavio problemima genetike, posmatrajući fenomen života sa stanovišta fizike. Veliku pažnju posvetio je i filozofskim aspektima nauke, antičkim i orijentalnim filozofskim konceptima, etici i religiji. Pisao je i o filozofiji i teorijskoj biologiji. U popularnoj kulturi najpoznatiji je po svom misaonom eksperimentu "Šredingerova mačka".

Provodeći većinu svog života kao akademik sa pozicijama na raznim univerzitetima, Schrödinger je, zajedno s Paulom Diracom, dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1933. za svoj rad na kvantnoj mehanici, iste godine kada je napustio Njemačku zbog svog protivljenja nacizmu. U svom privatnom životu, živio je i sa suprugom i sa ljubavnicom, što je moglo dovesti do problema zbog kojih je napustio svoju poziciju u Oksfordu. Nakon toga, sve do 1938. godine, bio je na poziciji u Grazu, Austrija, sve do nacističkog preuzimanja vlasti kada je pobjegao, da bi konačno pronašao dugoročni aranžman u Dablinu u Irskoj, gdje je ostao do penzionisanja 1955. godine i gdje je imao nekoliko seksualnih veza sa maloljetnicama.

Rane godine

Schrödinger je rođen u Erdberg, Vienna [de], Beč, Austrija, 12. augusta 1887. Rudolf Schrödinger [de] ( proizvođač cereclotha, botaničar) i Georgine Emilia Brenda Schrödinger (rođena Bauer) (kći Alexander Bauer [de], profesor hemije, TU Wien). On je bio njihovo jedino dijete.

Njegova majka bila je pola austrijskog, a pola engleskog porijekla; otac mu je bio katolik, a majka luteranka. I sam je bio ateista. Međutim, imao je jake interese za istočnjačke religije i panteizam, te je u svojim djelima koristio religijsku simboliku. Također je vjerovao da je njegov naučni rad pristup božanstvu u intelektualnom smislu.

Također je mogao da nauči engleski van škole, pošto mu je baka po majci bila Britanka. Između 1906. i 1910. (godina kada je doktorirao) Schrödinger je studirao na Univerzitetu u Beču kod fizičara Franza S. Exnera (1849–1926) i Friedricha Hasenöhrla (1874–1915). Doktorirao je u Beču kod Hasenöhrla. Također je vodio eksperimentalni rad sa Karl Wilhelmom Friedrichom "Fritz" Kolrauschom. Godine 1911. Schrödinger je postao pomoćnik Exnera.

 

Vremenski zavisna jednačina

Forma Šredingerove jednačine zavisi od fizičke situacije. Najopštija forma je vremenski zavisna Šredingerova jednačina, koja opisuje promjene sistema u funkciji vremena:

Vreminski zavisna Šredingerova jednačina (opšta) ${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\Psi ={\hat {H}}\Psi }$

gde je i imaginarna jedinica, ħ je redukovana Plankova konstanta, Ψ je valna funkcija kvantnog sistema, i ${\displaystyle {\hat {H}}}$  je Hamiltonijanski operator (koji karakteriše totalnu energiju svake date valne funkcije i poprima različite forme u zavisnosti od situacije).

 

Najpoznatiji primjer je nerelativistička Šredingerova jednačina za jednu česticu, koja se kreće u električnom polju (ali ne u magnetnom polju; c.f. Paulijeva jednačina):

Vremenski zavisna Šredingerova jednačina (jedna nerelativistička čestica) ${\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\Psi (\mathbf {r} ,t)=\left[{\frac {-\hbar ^{2}}{2m}}\nabla ^{2}+V(\mathbf {r} ,t)\right]\Psi (\mathbf {r} ,t)}$

gde je m masa čestice, V je njena potencijalna energija, ∇² je Laplasijan, i Ψ je valna funkcija (preciznije, u ovom kontekstu, ona se naziva "poziciono prostorna valna funkcija"). Totalna energija jednaka zbiru kinetičke i potencijalne energije", mada sabirci poprimaju neuobičajene forme.

Pošto su specifični diferencijalni operatori zastupljeni, ovo je linearna parcijalna diferencijalna jednačina. Ona je takođe difuziona jednačina.

Termin "Šredingerova jednačina" se može odnositi na opću jednačinu (prva kutija gore), ili na specifičnu nerelativističku verziju (drugi kutija gore i njene varijante). Opšta jednačina je veoma uopštena. Ona nalazi primjenu širom kvantne mehanike, za sve od Dirakove jednačine do kvantne teorije polja, putem upotrebe raznih kompleksnih izraza za Hamiltonijan. Specifična nerelativistička verzija je pojednostavljena aproksimacija relativističke. Ona je sasvim precizna u mnogim situacijama, mada postoje slučajevi gdje je veoma neprecizna.