Was ist Schrödingers Katze?
Es ist wichtig zu beachten, dass bei der Erstellung dieses Artikels von wiseGEEK keine echten oder überlagerten Katzen verletzt wurden. (Insider-Witz für Physik-Majors).
Erwin Schrödinger war ein Zeitgenosse anderer bedeutender Physiker wie Albert Einstein und Neils Bohr, obwohl er sich mehr für ein relativ neues Gebiet namens Quantenphysik interessierte. Die Quantenphysik im Allgemeinen widersprach vielem, was Einstein und Bohr als wissenschaftliche Tatsache betrachteten, was zu einer Reihe hochrangiger Debatten zwischen Schrödinger und Einstein führte. Eines dieser Argumente enthielt ein paradoxes Gedankenexperiment, das wir heute als Schrödingers Katze kennen , obwohl die Katze nie mehr als theoretisch war.
Eines der inhärenten Probleme bei subatomaren Systemen ist die Schwierigkeit der menschlichen Beobachtung. Man kann davon ausgehen, dass sich subatomare Partikel auf eine bestimmte Weise verhalten, aber das Einführen eines Mikroskops oder einer Kamera, um sie in Aktion zu beobachten, kann das natürliche Verhalten des subatomaren Systems negativ beeinflussen. Dies wäre das Äquivalent eines Klassenzimmers von Schülern, die ihr Verhalten ändern, sobald sie ein Dokumentarfilm-Kamerateam im Raum entdecken. Das gleiche passiert, wenn Physiker versuchen, sehr kleine Objekte zu beobachten.
"Schrödingers Katze" ist im Wesentlichen eine Lektion über die Probleme, sich beim Umgang mit subatomaren Systemen ausschließlich auf die Beobachtung zu verlassen. Schrödinger schlug ein Experiment vor, bei dem eine lebende Katze in einem Käfig auf einer Seite eines Metallrohrs platziert werden sollte. In der Nähe der Katze befand sich eine Phiole mit giftigem Gas und einem Auslösemechanismus. Ein Wissenschaftler würde eine sehr kleine Menge einer radioaktiven Substanz am anderen Ende des Röhrchens platzieren. Dieses radioaktive Material würde mit einer Geschwindigkeit von einem Atom pro Stunde zerfallen, aber die Wahrscheinlichkeit, dass dies auftritt, ist fünfundfünfzig. Wenn tatsächlich ein Atom freigesetzt würde, würde die Giftgasflasche zerbrechen und die Katze würde sterben. Kein Atomverfall würde bedeuten, dass die Katze lebt.
Sobald diese theoretische Röhre versiegelt war, war keine Beobachtung von außen möglich. Niemand würde in der Lage sein, eine Stunde lang bei "Schrödingers Katze" einzuchecken. Nach Ablauf von 60 Minuten lautete die Frage für den Experimentator "Ist Schrödingers Katze am Leben oder tot?". Nach Einsteins Theorien wäre die Katze entweder tot oder lebendig, ohne Mittelweg. Erst als die Röhre geöffnet wurde und der Status der Katze erkennbar wurde, konnte eine endgültige Antwort gefunden werden. Einstein würde entweder eine tote oder eine lebende Katze sehen, da Gott nicht mit dem Universum würfelt.
Nach Schrödingers Theorie der Quantenphysik befindet sich die Katze jedoch gleichzeitig in zwei verschiedenen Zuständen. Eine Version der Katze ist tot, aber eine andere lebt noch. Auf diese Weise müssten auch subatomare Systeme funktionieren, was das Paradoxon begründet. Eine Katze lebt in einem makroskopischen System, in dem Objekte entweder leben oder nicht. Es gibt keinen Mittelweg wie eine halbe lebende Katze. In der Quantenphysik könnte die theoretische Schrödingerkatze jedoch in verschiedenen Zuständen existieren, von vollständig lebend bis tot und in allen dazwischen liegenden Stadien. Alle diese als Überlagerung bezeichneten Zustände sind mögliche Ergebnisse des Experiments, obwohl nur einer als wahr angesehen werden konnte, als der Wissenschaftler die Katze untersuchte.
Schrödinger selbst äußerte später sein Bedauern darüber, dass er eine Katze als potenzielles Opfer eines paradoxen Gedankenexperiments benutzte. Sein ursprünglicher Punkt war es, einige der Probleme der Beobachtung subatomarer Systeme zu veranschaulichen und Schlussfolgerungen zu ziehen, wenn der Akt der Beobachtung die Ergebnisse verzerren könnte. Indem Schrödinger das Paradoxon aus der kleineren subatomaren Welt herausnahm und es in die größere makroskopische Welt verschob, bewies er zwar seinen Standpunkt gegenüber Einstein und anderen, aber seine theoretische Objektstunde würde für immer als "Schrödingers Katze" bekannt sein.