Schrödingers Katze

Schrödingers Katze ist ein faszinierendes Gedankenexperiment in der Quantenphysik, das von Edwin Schrödinger im Jahr 1935 entwickelt wurde. Das Experiment wurde entworfen, um die seltsamen und paradoxen Eigenschaften der Quantenmechanik zu verdeutlichen.

*Die Quantenphysik ist der Bereich der Physik, welcher sich mit dem Verhalten und Wechselwirkungen im aller-allerkleinsten Bereich beschäftigt.

Aufbau des Experiments

Zuerst stellen wir uns eine Kiste vor, in welcher sich eine Katze befindet. In der Kiste gibt es auch ein radioaktives Teilchen und eine Vorrichtung, die das Teilchen freisetzt, sollte es zerfallen. Wenn das Teilchen freigesetzt werden würde, würde die Katze sterben. Jetzt kommt allerdings der interessante Teil: Solange wir die Kiste nicht öffnen und nachsehen, wissen wir nicht, ob das Teilchen zerfallen ist oder eben nicht. Das bedeutet, dass die Katze in einem Zustand ist, in dem sie gleichzeitig lebendig und tot sein könnte. Es ist eine Art Superpositionszustand.

Diese Superposition ist ein Konzept aus der Quantenmechanik. Es besagt, dass ein Teilchen oder System gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren kann, in einem überlagerten Zustand. Aber nur bis zur Messung oder Beobachtung, dann muss ein Zustand angenommen werden.

Die Katze kann also sowohl lebendig als auch tot sein. Die Bestätigung, in welchem Zustand sich die Katze befindet, bekommen wir erst, wenn wir hineinschauen. Klar, die Wahrscheinlichkeit, dass das Teilchen zerfallen ist und die Katze darauf starb, ist vielleicht höher, aber die Wahrscheinlichkeit, dass sie lebt, ist nicht null.

Ein weiteres anschauliches Beispiel ist das Folgende:

Stellen wir uns ein Kinderzimmer vor mit viel Spielzeug, einem Bett, einem Schreibtisch und einem Schrank. Das Kind kommt nach Hause, geht an uns vorbei in sein Zimmer. Wir schreien hinterher, dass es  seine Hausaufgaben machen solle. Die Tür wird zugeknallt und die Sicht in das Zimmer mit dem Kind ist versperrt. Wir fragen uns nun, was macht das Kind? Es könnte wirklich am Schreibtisch sitzen und seine Hausaufgaben machen. Allerdings besteht auch die Möglichkeit, dass es auf dem Bett liegt und am Handy ist. Es könnte auch noch viele andere Sachen machen. Aber wir können es erst wissen, wenn wir es überprüfen und die Tür öffnen, um nachzusehen.

Das Beispiel ist ähnlich wie das Gedankenexperiment mit Schrödingers Katze, wenn nicht ein bisschen anschaulicher, weil die Quantenphysik außen vor gelassen ist.

Ergebnis

Schrödinger selbst argumentiert wie folgt: Wenn die Quantenmechanik der Wahrheit entspräche, dann wäre die Katze in einer Superposition, bis die Box geöffnet wird. Die Katze wäre also gleichzeitig tot und lebendig. Nach den Alltagserfahrungen kann sich die Katze nur in einem der beiden Zustände befinden. Das Gedankenexperiment erzeugt also ein Paradox. Aber für dieses Experiment gibt es viele Erklärungsansätze, eine der bekanntesten ist:

Der Beobachtereffekt

Dieser Begriff beschreibt das Phänomen, dass der Messvorgang eines Systems den Zustand beeinflusst. Der Beobachtende interagiert mit dem System, und das führt zum Kollaps der Überlagerungen – ein Zustand wird angenommen.

Zusammengefasst: Wenn wir nicht hinsehen, könnte das Bild komplett anders aussehen, als wenn wir es tun. Die Katze kann leben, aber auch tot sein, wir können es erst sagen, wenn wir hinsehen. Davor können wir keine Aussage treffen, in welchem Zustand sie sich befindet. Vorstellen lässt sich das so: Die Augen sind geschlossen und die Welt bewegt sich anders, als wir es kennen und verstehen würden. Die Augen werden geöffnet und die Welt nimmt das Bild an, wie wir es kennen.