Le chat de Schrodinger est une célèbre expérience hypothétique destinée à mettre en évidence une faille dans l'interprétation de Copenhague de la superposition telle qu'elle s'applique à la théorie quantique. Voici une version quelque peu simplifiée de l'expérience virtuelle : Un chat vivant est placé dans une chambre en acier avec un marteau, une fiole d'acide cyanhydrique et une très petite quantité de substance radioactive. Un mécanisme de relais est utilisé pour déclencher le marteau si ne serait-ce qu'un atome de matière radioactive se désintègre pendant la période de temps. La fiole de gaz toxique se brisera alors et le chat mourra. Le physicien autrichien Erwin Schrodinger, lauréat du prix Nobel, a créé cette expérience mentale en 1935 pour mettre en évidence le paradoxe entre ce que les théoriciens quantiques considèrent comme vrai sur la nature et le comportement de la matière au niveau microscopique et ce que la personne moyenne observe comme vrai au niveau macroscopique avec l'œil humain non aidé. La mécanique quantique : Le rôle de l'observateur L'interprétation de Copenhague de la physique quantique, qui était la théorie dominante à l'époque, proposait que les atomes ou les photons existent dans de multiples états qui correspondent à différents résultats possibles et que les possibilités, appelées superpositions, ne s'engagent pas dans un état définitif tant qu'elles ne sont pas observées. L'expérience de pensée de Schrodinger a été conçue pour montrer à quoi ressemblerait l'interprétation de Copenhague si la terminologie mathématique utilisée pour expliquer la superposition dans le monde microscopique était remplacée par des termes macroscopiques que le commun des mortels pourrait visualiser et comprendre. L'expérience est un jeu de devinettes où l'observateur ne peut pas dire si un atome est mort et, par conséquent, ne peut pas déterminer si la fiole a éclaté ou si le chat a été mangé. L'interprétation quantique de Copenhague stipule que le chat est à la fois vivant et mort jusqu'à ce qu'il soit inspecté. Dans le jargon de la mécanique quantique, la capacité du chat à être à la fois vivant et mort jusqu'à ce qu'il soit observé est appelée indétermination quantique ou paradoxe de l'observateur. La logique qui sous-tend le paradoxe de l'observateur est la capacité avérée de l'observation à influencer les résultats.
Schrodinger a accepté que la superposition existe ; de son vivant, les scientifiques ont pu prouver son existence en étudiant l'interférence des ondes lumineuses. Schrodinger se demandait toutefois à quel moment la résolution des possibilités se produisait réellement. Cette expérience de pensée devait amener les gens à se demander s'il est logique de considérer l'observation comme le déclencheur. Le chat ne serait-il pas soit mort, soit vivant, même s'il n'est pas observé ? Au fil des ans, l'analogie du chat de Schrödinger a été utilisée pour illustrer les nouvelles théories sur le fonctionnement de la mécanique quantique. L'interprétation de la loi quantique des nombreux mondes, par exemple, affirme que le chat peut être à la fois mort et vivant. Dans cette interprétation, l'observateur et le chat existent simplement dans deux réalités - une dans laquelle le chat est mort, et une dans laquelle le chat est vivant.
Les scientifiques n'ont pas entièrement exploré la relation entre ce qu'ils savent de la nature microscopique de la matière et les observations humaines au niveau macro. Le rôle de l'observateur reste une question importante dans l'étude de la physique quantique et constitue une source inépuisable de spéculations et de conjectures dans l'informatique quantique et la culture pop. Schrodinger lui-même aurait dit, plus tard dans sa vie, qu'il aurait souhaité ne jamais avoir rencontré ce chat.