Sabine Wimmer Michael Edinger Schrödingers Katze Sabine Wimmer Michael Edinger

Überblick Erwin Schrödinger Erläuterung von Begriffen Gedankenexperiment Ausblick

Erwin Schrödinger (* 12.08.1887, † 04.01.1961) „Vater“ der Quantenphysik Nobelpreis 1933 Bekanntestes Gedanken-experiment ist „Schrödingers Katze“ (1935) zur Demonstration der Unvollständigkeit der Quantenmechanik.

Aus der Vorlesung … Der reine Zustand eines Teilchens zu einem Zeitpunkt t wird durch eine komplexwertige Wellenfunktion beschrieben, die die Eigenschaft hat, dass das Integral über das Quadrat des Absolutbetrags Eins ergibt: (1. Grundgesetz) Verallgemeinert: ... durch einen normierten Vektor in einem Hilbertraum beschrieben.

Eigenwert (Eigenzustand) Observable Eine Observable ist eine beobachtbare, messbare Größe. Bei der Messung wird der Observable ein Zahlenwert zugeordnet. Eigenwert (Eigenzustand) Das Ergebnis einer einzelnen Messung der Observablen A ist ein Eigenwert von A (1. Grundgesetz der Messungen).

Kollaps der Wellenfunktion (Bornsche Regel) Wird bei der Einzelmessung der Obser-vablen A der Eigenwert a gemessen, so werden dabei alle anderen Möglichkeiten vernichtet (4. Grundgesetz der Messungen). Diese Vernichtung aller anderen Möglichkeiten nennt man „Kollaps der Wellenfunktion“.

Gedankenexperiment „Materialien“ Kiste radioaktives Präparat Geiger-Müller-Zählrohr Hammer Fläschen mit Giftgas Katze

Analyse radioaktives Atom - Quantenteilchen Zustand erst durch Messung bestimmt ansonsten „Schwebezustand“ (also „zerfallen“ und „unzerfallen“) Schwebezustand beschrieben durch:

Analyse nach Kopenhagener Deutung weiters im „Schwebezustand“: Geiger-Müller-Zählrohr Hammer Giftgas Auch die Katze ist in einem Überlagerungszustand aus „tot“ und „lebend“!

Kopenhagener Deutung Erst wenn jemand in die Kiste sieht, geht die Katze durch den Kollaps der Wellenfunktion in einen der Zustände "tot" oder "lebendig" über. Nach der Kopenhagener Deutung ruft der bewusste Beobachter diesen Kollaps hervor. Kann das stimmen?

Fragen über Fragen Grenze zwischen mikroskopischen und makroskopischen Objekten?  Grenze der Quantenmechanik? Muss uns laufend jemand beobachten, damit wir nicht in einer Überlagerung aus verschiedenen Zuständen verharren müssen? Wer beobachtet diese Person, die uns beobachtet?

„Ausweg“ aus diesem Dilemma Dekohärenz-Theorie Quantenmechanische Überlagerungs-zustände kollabieren nicht plötzlich durch eine Beobachtung, sondern kontinuierlich durch Wechselwirkungen mit der Umwelt. (Jedes Objekt „verliert“ also durch die Wechselwirkung mit seiner Umwelt seine Fähigkeit, Überlagerungszustände zu bilden.)

Ausblick makroskopische Objekte Schrödingers Katze im „Spiegel“ der Quantentheorie: makroskopische Objekte von Umwelt isolieren William Marshall, Roger Penrose Spiegel … Atome Quantencomputer: Quantenbits … Überlagerungen von 0 und 1  drastisch höhere Leistungen

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!