Schrödingers Katze


Schrödingers Katze ein Gedankenexperiment:
tot und lebendig zugleich

„[…] Man kann auch ganz burleske Fälle konstruieren. Eine Katze wird in eine Stahlkammer gesperrt, zusammen mit folgender Höllenmaschine (die man gegen den direkten Zugriff der Katze sichern muß): in einem Geigerschen Zählrohr befindet sich eine winzige Menge radioaktiver Substanz, so wenig, daß im Laufe einer Stunde vielleicht eines von den Atomen zerfällt, ebenso wahrscheinlich aber auch keines; geschieht es, so spricht das Zählrohr an und betätigt über ein Relais ein Hämmerchen, das ein Kölbchen mit Blausäure zertrümmert. Hat man dieses ganze System eine Stunde lang sich selbst überlassen, so wird man sich sagen, daß die Katze noch lebt, wenn inzwischen kein Atom zerfallen ist. Der erste Atomzerfall würde sie vergiftet haben. Die Psi-Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze  (sit venia verbo / man verzeihe das Wort) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind. Das Typische an solchen Fällen ist, daß eine ursprünglich auf den Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt, die sich dann durch direkte Beobachtung entscheiden läßt. Das hindert uns, in so naiver Weise ein „verwaschenes Modell“ als Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen. An sich enthielte es nichts Unklares oder Widerspruchsvolles. Es ist ein Unterschied zwischen einer verwackelten oder ein unscharf eingestellten Photographie und einer Aufnahme von Wolken und Nebelschwaden.“ (Original Schrödingers Aufsatz von 1935, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik. § 5. Sind die Variablen wirklich verwaschen?) (Schrödingers Katze)

NOBELPREISE  2012 von Thoma Bührke via Spektrum.de

Kontrolle über Schrödingers Katze

Serge Haroch und David Wineland erhalten den Nobelpreis für Physik 2012 für ihre bahnbrechenden Experimente zur Vermessung und Kontrolle einzelner Quantenobjekte, ohne deren Quanteigenschaften zu zerstören. Wineland ermöglichte damit den Bau von Uhren mit unglaublicher Genauigkeit, und vielleicht ebneten die beiden Physiker auch den Weg zum viel beschworenen Quantencomputer.

In den vergangenen drei Jahrzehnten haben der Franzose Serge Haroche vom Collège de France und der Ecole Normale Supérieure in Paris und der US-Amerikaner David Wineland von der University of Colorado in Boulder, neben vielen anderen Physikern, einen Traum der Quantenphysik-Pioniere verwirklicht. So bedauerte Erwin Schrödinger noch 1952, dass es nicht möglich sei, mit einzelnen Elektronen oder Atomen experimentieren zu können. Stattdessen sei man auf Gedankenexperimente mit teils irrwitzigen Konsequenzen angewiesen – eines der berühmtesten Beispiele ist Schrödingers Katze. Diese sitzt in einer verschlossenen Kiste und wird von einem Mechanismus bedroht: zerfällt ein radioaktives Element, so wird ein Gift freigesetzt, und die Katze stirbt. So lange niemand in die Kiste hineinschaut, befindet sich das radioaktive Atom aber nach den Regeln der Quantenphysik gleichzeitig in beiden Zuständen: stabil und zerfallen. Deswegen, so sagt Schrödinger, sei die Katze ebenfalls lebendig und tot. Erst wenn jemand in die Kiste hineinschaut, nimmt sie einen der beiden Zustände an.

Das widerspricht natürlich unserer Erfahrung: Eine Katze ist entweder tot oder lebendig – auch in einer geschlossenen Kiste. Der Witz besteht darin, dass dies für die Katze stimmt, für ein einzelnes Atom aber nicht. So lange man an ihm keine Messung vornimmt, besitzt es alle Eigenschaften gleichzeitig. Es ist also – um im Bild zu bleiben – wirklich gleichzeitig tot und lebendig. Physiker sprechen von Superposition oder Überlagerung.

126. Geburtstag von Erwin Schrödinger

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