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         Die Grundlagen der Quantenphysik


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Lebendige Katze - Tote Katze














      Schrödingers Katze



In diesem Gedankenexperiment sperrte man eine Katze in einen vollständig geschlossenen Kasten oder Raum Dieser Kasten war so konstruiert, daß er in keinerlei Wechselwirkung mit der äußeren Umwelt stand. Ein Beobachter außerhalb könnte also weder sehen, was sich darin abspielt, noch könnte er etwas hören oder fühlen.  

Zusätzlich befinden sich 2 Gerätschaften in diesem Raum.

In einem kleinen Behälter befindet sich ein instabiler Atomkern, der innerhalb einer bestimmten Zeitspanne zerfallen würde. Zerfällt dieser Kern, löst er eine Messung durch einen Geigerzähler aus. In dem Moment, in dem der Geigerzähler einen Wert misst, wird aus einer Kartusche ein Gift freigesetzt  welches die Katze sofort tötet.   

In diesem Zusammenhang kann man also die Katze als Messeinheit ansehen, die angibt, ob der Atomkern bereits zerfallen (Katze tot), oder noch nicht zerfallen (Katze lebendig) ist.

Anmerkung: Es handelt sich dabei nur um ein Gedankenexperiment, somit musste also kein Tier wirklich leiden.  


Da niemand weis, wann der Atomkern zerfallen würde, gibt es solange bis jemand wirklich nachschaut immer 2 Möglichkeiten.

Entweder die Katze ist bereits tot, oder sie lebt noch.


Was genau passiert nun ,wenn jemand den Raum öffnet und nachsieht?

Durch das Nachsehen erfolgt eine Messung und der Atomkern springt sofort in einen der 2 möglichen Zustände (zerfallen oder noch nicht zerfallen). Solange niemand nachgesehen hat und der Raum verschlossen war, existierten beide Möglichkeiten gleichzeitig.  

Die Zustände existierten in einer Überlagerung der

Wahrscheinlichkeiten.


Wir erinnern uns, was durch das Doppelspaltexperiment nachgewiesen wurde, Materie existiert zumindest solange keine Messung vorgenommen wird lediglich in Wellenform in sog. Wahrscheinlichkeitswellen.Dabei kann nur die Geschwindigkeit eines Teilchens, nicht aber sein Ort bestimmt werden oder umgekehrt. Geht man dabei von der Existenz eines materiellen Teilchens aus, so würde sich dieses Teilchen überall auf der Wahrscheinlichkeitswelle befinden, also an allen Orten gleichzeitig.

Erst in dem Moment, in dem eine Messung z.B. durch Beobachtung stattfindet, nimmt das Teilchen einen bestimmten Ort ein und manifestiert sich.


Öffnet also ein Beobachter den Raum mit Schrödingers Katze, entscheidet sich erst genau in dem Moment der Öffnung und Beobachtung, ob der Atomkern zerfallen ist oder nicht, und damit ob die Katze tot ist oder nicht.


Die sog. „Kopenhagener Deutung“ sieht vor, daß die Wellenfunktion der Materie in dem Moment kollabiert, in dem eine Messung, z.B. durch eine Beobachtung stattfindet. D.h. aus allen möglichen Zuständen wird eine einzige zur Realität , bzw. alle anderen werden gelöscht (determiniert).


Gehen wir in diesem Quantenphysik Experiment einen Schritt weiter.


Eine weitere Person (B)  die sich außerhalb des Raumes des Beobachters (A)  befindet, hat durch seine Beobachtung ebenfalls einen Einfluß auf das Geschehen.

Öffnet der Beobachter (A) den Kasten mit der Katze und stellt durch seine Beobachtung fest, daß die Katze noch lebt, bedeutet das für die Person (B) außerhalb des Raumes noch lange nicht, daß es  wirklich so ist. Auch für Beobachter (B) existiert der Grundsatz, daß der Zustand sich erst entscheidet, wenn er eine Beobachtung macht. Für ihn existieren weiterhin beide Zustände zusammen und gleichzeitig. Erst wenn Beobachter (B) die Tür zum Raum in dem sich Beobachter (A) befindet öffnet, springt die Realität für ihn in einen der beiden möglichen Zustände.


Verwirrend? Es kommt noch besser. :-))











 

Es kann also sein, daß die Katze für Beobachter (A) lebt und wenn Beobachter (B) die Tür öffnet, die selbe Katze für beide Beobachter tot ist. Beobachter (A) durchlebt damit  parallel 2 Realitäten.

Die deterministische Sichtweise der Kopenhagener Deutung weist daher Schwächen auf, da Sie gegen jede Logik verstößt. Das ist ein klassisches Paradoxon.


Denn wenn eine Wahrscheinlichkeitswelle durch die Beobachtung eines Beobachters kollabiert ist, so müßte die dadurch entstandene Realität auch gleichzeitig für alle anderen Beobachter Gültigkeit haben.


Anders ausgedrückt: Öffnet Beobachter (A) die Kiste mit der Katze und stellt fest, das sie tot ist, ist diese Realität (Katze tot) auch für Beobachter (B) gültig, auch wenn dieser noch gar nicht nachgesehen hat.


>> Ein Widerspruch in sich.  


Zugegeben, das ist arg verwirrend und ich mußte mich auch länger mit dem Thema befassen, nachdem ich das erste mal über Schroedingers Katze gestolpert bin .


Vielleicht wird es etwas klarer, wenn wir uns eine alternative Sichtweise zur Kopenhagener Deutung ansehen.


                 Die „Viele Welten“ Theorie.


Die Idee, daß viele Welten nebeneinander und gleichzeitig existieren, also die Idee von parallelen Universen  wurde von dem Physiker Hugh Everett 1957  entwickelt.

Für unser Gedankenexperiment mit „Schroedingers Katze“  bietet diese Sichtweise die einzig logische Erklärung.


Versuchen wir es:


Öffnet Beobachter (A) den Raum mit der Katze sieht er sie:


in Realität 1      Tot  >>  Beobachter (A) ist unglücklich

in Realität 2      Lebendig >> Beobachter (A) ist glücklich


Damit bleibt der Grundsatz, daß die Wellenfunktion erst mit der Beobachtung kollabiert und eine Realität hervorbringt auch für Beobachter (B) erhalten.

Denn öffnet Beobachter (B) die Tür, sieht er Beobachter (A) entweder glücklich und die Katze lebt, oder unglücklich und die Katze ist tot.

Die jeweils andere Realität existiert dabei ebenfalls. In einer anderen

Realität.

Diese Sichtweise der „parallelen Realitäten“ wird seither von vielen Physikern anerkannt und bietet reichlich Stoff für wilde Spekulationen und weitere Gedankenexperimente.


Also, keine Panik wenn es Ihnen heute an Geld mangelt, oder Sie sich nicht gut fühlen. In einer anderen Realität, die ebenfalls genau jetzt stattfindet, sind sie sicher reich und fühlen sich großartig:-))


Und wer sagt schon, daß wir nicht zwischen den verschiedenen Realitäten hin.- und herspringen können, unser Verstand aber immer nur die gerade aktuelle Realität erfassen kann, und daher von den anderen nichts weis :-)).


Silvia Arroyo Camejo, das jüngste Ausnahmetalent unserer Zeit im Bereich der Quantenphysik schreib in Ihrem Buch „Skurrile Quantenwelt“  über die „Viele -Welten Deutung“

„Zweifelsohne hört sich diese alternative Deutung der Quantenmechanik, zumindest im ersten Moment, ein wenig kurios an, ja erinnert vielleicht sogar an Science-Fiction-Erzählungen wie Star-Trek und Co., doch handelt es sich hierbei in der Tat um eine ernst zu nehmende Möglichkeit physikalischer Realität“.

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Schrödingers Katze legt die
Existenz vieler paralleler Welten
bzw. paralleler Universen nahe
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Ausgehend von der bereits beim Thema „Doppelspaltexperiment“ erörterten Tatsache, daß Zustände lediglich als Wahrscheinlichkeiten anzugeben sind, solange es zu keiner Wechselwirkung mit der Außenwelt kommt, prägte der österreichische Physiker Erwin Schrödinger 1935 ein interessantes quantenphysikalisches Gedankenexperiment.


Quantenphysik Experiment - Schrödingers Katze

Mehr spannende Infos zu Schrödingers Katze finden Sie in John Gribbins „Auf der suche nach Schrödingers Katze“. Unbedingt zu empfehlen für alle, die die Paradoxen der Quantenphysik verstehen wollen (oder es versuchen wollen)

Schrödingers Katze

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