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Schrödinger Katze - ein berühmtes paradoxes Experiment

Schrödinger Katze - ein berühmtes paradoxes Experiment
Schrödinger Katze - ein berühmtes paradoxes Experiment

Video: Schrödingers Katze: Ein Gedankenexperiment der Quantenmechanik - Chad Orzel 2024, Juli

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Anonim

Schrödingers Katze ist ein berühmtes Gedankenexperiment. Es wurde vom berühmten Nobelpreisträger für Physik - dem österreichischen Wissenschaftler Erwin Rudolph Josef Alexander Schrödinger - gestellt.

Das Wesen des Experiments war wie folgt. Eine Katze wurde in eine geschlossene Kammer (Kiste) gebracht. Die Box ist mit einem Mechanismus ausgestattet, der einen radioaktiven Kern und giftiges Gas enthält. Die Parameter werden so gewählt, dass die Wahrscheinlichkeit des Zerfalls des Kerns in einer Stunde genau fünfzig Prozent beträgt. Wenn der Kern zerfällt, wird der Mechanismus aktiviert und ein Behälter mit giftigem Gas wird geöffnet. Folglich wird die Schrödinger-Katze sterben.

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Wenn Sie den Kern nach den Gesetzen der Quantenmechanik nicht beobachten, werden seine Zustände durch das Prinzip der Überlagerung zweier Hauptzustände beschrieben - des Kerns eines zerfallenen und nicht zerfallenen. Und hier entsteht ein Paradoxon: Schrödingers Katze, die in einer Kiste sitzt, kann gleichzeitig tot und lebendig sein. Wenn Sie die Box öffnen, sieht der Experimentator nur einen bestimmten Status. Entweder "der Kern ist zerbrochen und die Katze ist tot" oder "der Kern ist nicht zerbrochen und die Schrödinger-Katze lebt".

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Nach der Logik der Dinge werden wir am Ausgang eines von zwei Dingen haben: entweder eine lebende oder eine tote Katze. Aber im Potenzial befindet sich das Tier in beiden Zuständen gleichzeitig. Schrödinger versuchte auf diese Weise seine Meinung über die Grenzen der Quantenmechanik zu beweisen.

Nach der Kopenhagener Interpretation der Quantenphysik und insbesondere dieses Experiments erhält eine Katze in einer ihrer potenziellen Phasen (tot am Leben) diese Eigenschaften erst, nachdem ein externer Beobachter in den Prozess eingegriffen hat. Aber im Moment ist dieser Beobachter nicht (dies impliziert die Anwesenheit einer bestimmten Person, die Vorteile in Form von Klarheit des Sehens und Bewusstseins hat), die Katze wird in der Schwebe "zwischen Leben und Tod" sein.

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Das berühmte alte Gleichnis, dass die Katze alleine geht, erhält im Rahmen dieses Experiments neue, interessante Schattierungen.

Nach der weltweiten Interpretation von Everett, die sich deutlich von der klassischen Kopenhagener Interpretation unterscheidet, wird der Beobachtungsprozess nicht als etwas Besonderes angesehen. Beide Zustände, in denen sich die Schrödinger-Katze in dieser Interpretation befinden kann, können existieren. Aber sie dekohärieren miteinander. Dies bedeutet, dass die Einheit dieser Staaten durch die Interaktion mit der Außenwelt trotzdem verletzt wird. Es ist der Beobachter, der die Schachtel öffnet und den Zustand der Katze verändert.

Es wird angenommen, dass das entscheidende Wort in dieser Angelegenheit einer Kreatur wie der Schrödinger-Katze überlassen werden sollte. Die Bedeutung dieser Meinung ist die Akzeptanz der Tatsache, dass das Tier im gesamten Experiment der einzige absolut kompetente Beobachter ist. Zum Beispiel präsentierten die Wissenschaftler Max Tegmark, Bruno Marshall und Hans Moraven eine Modifikation des obigen Experiments, wobei der Hauptgesichtspunkt die Meinung der Katze ist. In diesem Fall überlebt die Schrödinger-Katze zweifellos, da nur die überlebende Katze die Ergebnisse beobachten kann. Der Wissenschaftler Nadav Katz veröffentlichte jedoch seine Ergebnisse, in denen er den Zustand des Teilchens nach Änderung seines Zustands "zurückgeben" konnte. Somit erhöhen sich die Überlebenschancen der Katze deutlich.