Zusammenfassung: Schrödingers Katze
- Schrödingers Katze ist ein Gedankenexperiment, das die Absurdität der Quantenmechanik verdeutlichen soll.
- Überträgt man die Ideen der Quantenmechanik auf größere Objekte, befindet sich die Katze in einem Zustand der Überlagerung und ist daher tot und lebendig.
- Bezogen auf den Zustand der Katze, handelt es sich um ein eindeutig paradoxes Ergebnis.
- Schrödingers Katze ist insbesondere durch ein häufiges Auftauchen in Film und Fernsehen bekannt.
Schrödingers Katze als Schlagwort dürfte vielen ein Begriff sein. Aber was genau steckt dahinter und wie katzenfreundlich ist das ganze eigentlich?
Was ist Schrödingers Katze, einfach erklärt?
Als Schrödingers Katze wird ein Gedankenexperiment des österreichischen Physikers Erwin Schrödinger bezeichnet. Dieser gilt als Koryphäe im Bereich der Quantenmechanik und erhielt im Jahr 1933 den Nobelpreis für Physik. Er entwickelte das Gedankenexperiment, um die kontraintuitiven Wirkungen der Quantenphysik zu verdeutlichen.
In seinem Gedankenexperiment wird von Schrödinger eine Katze in einer undurchsichtigen und schallundurchlässigen Box platziert. Daneben enthält die Box einen Geiger-Zähler, ein radioaktives Präparat, einen Hammer und eine kleine Flasche mit einem tödlichen Gift.
Zerfällt eines der Atome des radioaktiven Präparats, wird dieses vom Geiger-Zähler registriert. Der Geiger-Zähler löst den Hammer aus, der das Giftgefäß zertrümmert. Das Gift tritt aus und die Katze verstirbt.
Bei dem radioaktiven Zerfall handelt es sich um einen Zufallsprozess. Bei großen Mengen kann zwar eine Durchschnittszahl in Form der Halbwertszeit ermittelt werden, wann das konkrete Atom in der Kiste zerfällt, kann aber nicht genau vorhergesagt werden. Dieses ist aber so gewählt, dass der Zerfall des Atoms in der ersten Stunde mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % stattfindet.
Nach einer Stunde gibt es daher zwei gleich wahrscheinliche Möglichkeiten. Das Atom ist zerfallen und die Katze tot, oder das Atom ist nicht zerfallen und die Katze lebendig.
Von außen kann nicht festgestellt werden, ob das Atom zerfallen ist. Die Box muss dafür geöffnet werden. Überträgt man die Quantenmechanik auf diese Dimensionen, wäre die Katze gleichzeitig tot und lebendig, bis die Box geöffnet wird. Unserer Lebenserfahrung entspricht es aber, dass die Katze tot oder lebendig ist, unabhängig davon, ob wir die Box öffnen.
So wird deutlich, wie kontraintuitiv die Theorien der Quantenmechanik sind.
Warum ist Schrödingers Katze tot und lebendig?
Legt man die Quantentheorie zugrunde, befindet sich der Atomkern nach einer Stunde in einem Zustand der Überlagerung. Sowohl zerfallen als auch nicht zerfallen.
Erst im Augenblick der Messung entscheidet sich der Zustand. Dies wurde damit begründet, dass die Messung einen Einfluss auf das System nimmt und damit auch über den abschließenden Zustand mitentscheidet. Dieser Umstand wird auch mit dem Begriff der Verschränkung in Verbindung gebracht.
Übertragen auf größere Systeme (Makroskopische Systeme), ist auch die Katze gleichzeitig tot und lebendig und das so lange, bis jemand die Box öffnet und dadurch den Zustand der Überlagerung auflöst.
Ist Schrödingers Katze ein Paradoxon?
Das Ergebnis der gleichzeitig toten und lebendigen Katze ist paradox und mit unserer Lebenswirklichkeit nicht zu vereinbaren. Damit richtet Schrödinger sich wohl gegen die Kopenhagener Deutung der Quantenphysik.
Diese stützt sich auf indeterministische Überlegungen, also die Annahme, dass nicht jede Wirkung einer Ursache unterliegt. Dieser Überlegung gegenüber steht die Annahme der bloßen Nicht-Vorhersehbarkeit. Jedenfalls lassen sich diese Ansätze aber nicht auf größere Systeme übertragen, sodass das Gedankenexperiment für uns in jedem Fall paradox bleibt. Unabhängig davon, ob auf der Ebene der Quanten andere Maßstäbe anzulegen sind.
Warum ist Schrödingers Katze so berühmt?
Schrödingers Katze vermittelt zumindest die sehr groben Grundzüge eines sehr komplexen Systems. Als Gedankenexperiment ist es überaus eingängig und das Fazit „Die Katze ist tot und lebendig“, wurde vielfach in der Popkultur verwendet.
So findet man Darstellungen von Schrödingers Katze in der Literatur, in Filmen, auf T-Shirts und in Serien. Eines der bekanntesten Beispiele ist die wiederholte Erwähnung in der Serie „The Big Bang Theory“. Dadurch wurde das Gedankenexperiment insbesondere auch beim jüngeren Publikum populär.
Fazit: Schrödingers Katze
Schrödingers Katze ist eines der bekanntesten Gedankenexperimente der Physik. Es bringt uns die komplizierte Welt der Quantenmechanik ein klein wenig näher. Zum Glück für die Katze handelt es sich aber wirklich nur um ein Gedankenexperiment. Eine tatsächliche Umsetzung scheitert nicht nur an unserem physikalischen Verständnis, sondern auch an den Rechten der Kätzchen.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es bei Schrödingers Katze?
Es handelt sich um ein Gedankenexperiment, in welchem die Grundsätze der Quantenmechanik auf größere Systeme übertragen wurden. Hierbei veröffentlichte der Physiker Erwin Schrödinger mit einem Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“, dass die Absurdität der Zustände in der Quantenwelt veranschaulichen soll.
Was wollte Schrödinger beweisen?
Mit dem Gedankenexperiment wollte Schrödinger beweisen, dass eine Überlagerung von Zuständen, tot und lebendig gleichzeitig, nicht denkbar ist. Er wendet sich damit gegen die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik.
Ist Schrödingers Katze tot oder lebendig?
Bevor die Box geöffnet wird, ist Schrödingers Katze gleichzeitig tot und lebendig. Erst durch eine Wechselwirkung mit der Außenwelt wird der Zustand der Katze festgelegt.