Die Schrödinger-Katzen-Theorie wurde 1935 von dem Physiker Erwin Schrödinger entwickelt, um das bis dahin unlösbare Quanten-Superpositions-Paradoxon zu lösen. Dazu stellte er fest, dass eine Katze in einer Kiste gleichzeitig tot und lebendig sein kann.

Aber fangen wir von vorne an. Kurz gesagt, die soeben erwähnte Quantenüberlagerung besagt, dass in einem Teilchen (Atom, Elektron oder Photon) mehrere Energiezustände gleichzeitig existieren können. Aber nur solange, bis sie beobachtet werden.

Klingt verwirrend? Ist es auch. Selbst Wissenschaftler der Gegenwart haben diese Forschung an der Yale University in den Vereinigten Staaten fortgesetzt.

Doch bevor Sie diese Theorie verstehen, möchten wir Sie darauf hinweisen, dass Sie Schrödingers Katzentheorie nicht mit Ihrem Haustier testen sollten, da sie radioaktive Elemente enthält, die für diejenigen, die das Thema nicht verstehen, gefährlich sein können.

Setzen Sie sich also hin und erfahren Sie mit uns ein wenig mehr über diese Theorie.

Was besagt eigentlich Schrödingers Katzentheorie?

Wie bereits erwähnt, schuf der Physiker Erwin Schrödinger 1935 das Experiment mit der Schrödinger-Katze, aber sein Hauptziel war es, die Grenzen der "Kopenhagener Deutung" in der praktischen Anwendung aufzuzeigen. Zu diesem Zweck stellte er die Hypothese auf, dass die Katze in einer Kiste gleichzeitig lebendig und tot sein kann.

Dieses Experiment funktionierte im Wesentlichen folgendermaßen: Zunächst legte er das Kätzchen zusammen mit radioaktiven Teilchen in die Kiste.

Das Experiment beginnt dann mit den Möglichkeiten, ob diese Teilchen im Inneren zirkulieren können oder nicht. Diejenigen, die sich außerhalb des Kastens befinden, wissen jedoch nicht, was im Inneren passiert.

Diese Interpretation gilt als die berühmteste der Quantenphysik, weshalb er die Gesetze der subatomaren Welt und der Quantenmechanik als Grundlage für seine Theorie verwendete.

Denn wenn man den Zustand eines Elektrons nicht kennt, kann man davon ausgehen, dass es sich in allen möglichen Zuständen gleichzeitig befindet. Das ist aber nur so lange der Fall, bis es beobachtet wird.

Wenn man dieses Phänomen mit Hilfe der Lichtinterferenz beobachtet, kollidieren die beiden Realitäten der subatomaren Welt, so dass man nur eine von ihnen sehen kann.

Wie Schrödingers Experiment durchgeführt wurde

Das Experiment fand in einer geschlossenen Kiste statt, in der sich ein Geigerzähler mit einer radioaktiven Zerfallsquelle, ein versiegeltes Fläschchen mit Gift und die Katze befanden.

Wenn der Behälter mit dem radioaktiven Material Partikel freisetzt, würde der Zähler die Strahlung erkennen und den Hammer auslösen, der das Giftfläschchen zerschlägt und den Mann tötet.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem Experiment die Menge des verwendeten radioaktiven Materials so groß war, dass die Wahrscheinlichkeit, dass es entdeckt wird, nur 50 % betrug. Da also niemand den Zeitpunkt der Freisetzung des Giftes kennen würde und es auch nicht erlaubt war, in die Kiste zu schauen, konnte die Katze entweder lebendig oder tot sein.

Aber wie wir bereits erklärt haben, war diese Dualität nur möglich, weil niemand die Schachtel öffnen durfte. Denn, wie wir bereits erwähnt haben, würde die Anwesenheit eines Beobachters und von Licht die beiden Realitäten beenden, d.h. sie würden wirklich herausfinden, ob die Katze wirklich lebendig oder tot war.

Wie die Wissenschaft Schrödingers Katze rettete

Da es sich um eine Theorie handelt, die auch heute noch berühmt ist, haben einige Wissenschaftler der Universität Yale in den Vereinigten Staaten behauptet, den genauen Weg gefunden zu haben, um den Bichian von Schrödingers berühmtem Katzenexperiment zu retten. Im Grunde genommen ging es der Gruppe von Wissenschaftlern darum, das Verhalten von Teilchen auf der Quantenebene zu entdecken.

Der zufällige und plötzliche Übergang zwischen den Energiezuständen der Teilchen wird als Quantensprung bezeichnet, und genau mit diesem Sprung konnten die Physiker das Ergebnis manipulieren und verändern.

Wichtig ist, dass das Experiment mit künstlichen Atomen, den so genannten Quantenbits oder Qubits, durchgeführt wurde, die übrigens in Quantencomputern als grundlegende Informationseinheiten verwendet werden. Denn sie wollten herausfinden, ob es möglich ist, ein frühzeitiges Warnsignal zu erhalten, dass ein Sprung bevorsteht.

Die Verwaltung dieser so genannten Quantendaten sowie die Korrektur möglicher Fehler, sobald sie auftreten, könnten wichtige Faktoren für die Entwicklung nützlicher Quantencomputer sein.

Was ist denn nun die Schlussfolgerung?

Für die amerikanischen Wissenschaftler bedeutete der Effekt dieses Experiments also, dass die Kohärenz während des Sprungs trotz ihrer Beobachtung zunahm, und zwar nicht zuletzt deshalb, weil man, wenn man dies herausfindet, nicht nur den Tod der Katze vermeiden, sondern auch die Situation vorhersehen kann.

Mit anderen Worten: Das Phänomen ist manipulierbar und Schrödingers Katze kann gerettet werden.

Dies war in der Tat der wichtigste Punkt dieser Studie, denn die Umkehrung eines dieser Ereignisse bedeutet, dass die Entwicklung des Quantenzustands zum Teil einen deterministischen Charakter hat und nicht zufällig ist, weil der Sprung immer auf dieselbe vorhersehbare Weise von seinem Ausgangspunkt aus erfolgt, der in diesem Fall zufällig ist.

Im Grunde genommen wollte die Theorie beweisen, dass diese Faktoren ebenso unvorhersehbar sind wie Naturphänomene. Der Vulkan ist in der Tat ein gutes Beispiel für Unvorhersehbarkeit.

Bei richtiger Überwachung ist es jedoch möglich, das Ergebnis beider Situationen im Voraus zu erkennen, so dass frühzeitig Maßnahmen ergriffen werden können, um das Schlimmste zu verhindern.

Abschließend haben wir ein sehr anschauliches Video für Sie ausgewählt, damit Sie noch mehr über dieses Thema erfahren:

Wie auch immer, haben Sie jetzt die Theorie von Schrödingers Katze verstanden?

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Quellen: Hiper cultura, Zeitschrift Galileu, Zeitschrift Galileu

Bilder: Hyper cultura, Galileo Magazine, Total Biology, Medium, RTVE.ES