Freitag, 24. Oktober 2014

Erwin Schrödingers berühmtes Gedankenexperiment: "Schrödingers Katze"

Das Gedankenexperiment: In einem abgeschlossenen Käfig befindet sich ein instabiler Atomkern, der innerhalb einer bestimmten Zeitspanne mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zerfällt. Das passiert völlig zufällig, man kann nicht vorhersagen wann es geschieht.
Aber wenn der Atomkern zerfällt, wird durch diese Aktion ein Mechanismus ausgelöst der ein verschlossenes Reagenzglas zertrümmert, in dem sich ein hochwirksames Gift befindet, das – dann eine Katze die sich auch im Käfig befindet tötet.


Nach Ablauf einer Stunde schaut der Experimentator in der Kiste nach was geschehen ist. Die Kiste wird geöffnet. Und ab hier unterscheidet sich die Welt der Quantenphysik von unserer normalen Welt.

In unserer Welt würde man folgendes feststellen
In dem Moment, in dem der Experimentator in den Käfig hineinschauen wird, wird er sehen, ob die Katze lebendig oder tot ist. Wenn sie lebt, ist sie unverändert seit Beginn des Experiments in diesem Zustand. Wenn sie tot ist, ist sie irgendwann im Laufe der letzten Stunde gestorben – weil sie durch das Gift getötet wurde. Ob wir messen/beobachten oder nicht, hat nach unsrer derzeitigen Erkenntnis nichts damit zu tun, wie das Experiment abgelaufen ist - also ob die Katze noch lebendig ist, oder tot.

In der Quantenwelt sieht das Experiment ganz anders aus:
In dem Moment, in dem der Experimentator/Beobachter in den Käfig hineinschauen wird, entscheidet sich, ob die Katze lebendig oder tot ist. Bis dahin – seit Beginn des Experimentes – befand sich das Ergebnis der Beobachtung in einem überlagerten Zustand, die Katze war bis zur Beobachtung lebendig und tot zugleich. Erst wenn man hineinschaut, also im Moment der Messung bzw. Beobachtung, wird der Zustand endgültig festgelegt. Das heißt vereinfacht: Beobachten bzw. messen beeinflusst das Ergebnis des Experiments nachhaltig.

Was will Schrödinger mit diesem Gedankenexperiment sagen?
Schrödinger zeigt damit das Prinzip der Überlagerung: Zwei Zustände, die sich eigentlich ausschließen, können gleichzeitig auftreten. (In der normalen physikalischen Welt ist das scheinbar nicht so.) Schrödinger zeigt das Prinzip der Beeinflussung einer Sache durch die Messung, also den Beobachter. Durch die Messung/Beobachtung wird ein quantenphysikalische Zustand erst festgelegt. (So ist es wenigstens in der Quantenwelt!)
Schrödinger illustriert mit diesem Dedankenexperiment auch das sehr berühmte Doppelspaltexperiment, in dem Elektronen oder Photonen durch zwei Löcher gleichzeitig fliegen.

Siehe dazu auch das "Doppelspaltexperiment" ein 3 Minuten Video
Videolink: https://www.youtube.com/watch?v=Ia5IsjVE-EM
Bildquelle: Unbekannt