Was ist schrödingers katze?

Schrödingers Katze

Schrödingers Katze ist ein berühmtes Gedankenexperiment, das der österreichische Physiker Erwin Schrödinger im Jahr 1935 entwickelte. Es illustriert die Probleme der Interpretation der Quantenmechanik, insbesondere die Superposition und die Dekohärenz.

Das Experiment:

Eine Katze wird zusammen mit folgender Vorrichtung in eine geschlossene Kiste gelegt:

• Ein radioaktives Atom
• Ein Geigerzähler, der das Zerfallen des Atoms detektieren kann
• Ein Mechanismus, der bei Detektion des Zerfalls einen Hammer auslöst
• Ein Hammer, der ein Glas mit einem giftigen Gas (z.B. Blausäure) zerbricht

Der Ablauf:

Es wird eine Zeitspanne gewählt, in der die Wahrscheinlichkeit, dass das Atom zerfällt, 50% beträgt. Nach dieser Zeitspanne befindet sich das Atom quantenmechanisch in einer Superposition – es ist zu 50% zerfallen und zu 50% nicht zerfallen.

Das Problem:

Solange die Kiste geschlossen bleibt, befindet sich auch die Katze in einer Superposition. Sie ist weder lebendig noch tot, sondern beides gleichzeitig. Erst wenn die Kiste geöffnet wird und eine Beobachtung stattfindet, "kollabiert" die Wellenfunktion, und die Katze ist entweder lebendig oder tot.

Interpretation:

Das Gedankenexperiment verdeutlicht, dass die Quantenmechanik zu scheinbar absurden Schlussfolgerungen führt, wenn sie auf makroskopische Objekte wie Katzen angewendet wird. Es wirft Fragen nach dem Wesen der Messung, der Rolle des Beobachters und der Grenze zwischen der Quantenwelt und der klassischen Welt auf. Es gibt verschiedene Interpretationen, wie z.B. die Kopenhagener Interpretation und die Viele-Welten-Theorie, die versuchen, diese Probleme zu lösen.

Wichtige Konzepte:

• Superposition: Ein quantenmechanisches System kann mehrere Zustände gleichzeitig einnehmen.
• Dekohärenz: Der Verlust der Quantenkohärenz durch Interaktion mit der Umgebung, der zur "klassischen" Welt führt.
• Wellenfunktion: Beschreibt den Zustand eines quantenmechanischen Systems.
• Quantenmechanik: Die physikalische Theorie der kleinsten Teilchen und deren Wechselwirkungen.
• Messproblem: Das ungelöste Problem, wie eine Messung einen bestimmten Zustand eines quantenmechanischen Systems festlegt.