Schrödingers Katze (Wissenschaftsbecher)

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Dieser Becher ist einem der berühmtesten physikalischen Gedankenexperimente aller Zeiten gewidmet: Schrödingers Katze. Der Physiker Erwin Schrödinger erdachte es 1935, und zwar als Reaktion auf die neu entwickelte Quantenphysik. Diese Theorie befasst sich mit der Welt der kleinsten Teilchen, in der diese zugleich mehrere verschiedene Zustände einnehmen können. Um dies zu verdeutlichen, entwickelte Schrödinger das besagte Gedankenexperiment.

Der englische Schriftzug auf die Frage: „Ist Schrödingers Katze tot oder lebendig?“, lässt sich daher auf dem Becher sowohl als „Schrödingers Katze ist tot“ als auch als „Schrödingers Katze ist lebendig“ lesen. Spätestens seit der „The Big Bang Theory“-Folge „Schrödingers Katze“ ist dieses Gedankenexperiment zu einem Sinnbild dafür geworden, dass auch andere Systeme wie zwischenmenschliche Beziehungen zugleich mehrere verschiedene Zustände einnehmen können. So beschreibt Sheldon die potenzielle Beziehung von Penny und Leonard als zugleich geglückt als auch missglückt und rät ihnen zu einem Date, um so herauszufinden, ob die Beziehung gelingen kann. Siehe Video unten.

Die Katze im Karton oder das Superpositionsprinzip quantenmechanischer Zustände

Erwin Schrödinger wollte mit seinem Gedankenexperiment zeigen, was für abenteuerliche Schlussfolgerungen sich aus den neu entdeckten Formeln der Quantenphysik ergeben. So übertrug er diese auf die makroskopische Welt. Schrödinger stellte sich vor, in einem abgeschlossenen Karton befände sich eine Katze sowie eine Phiole mit Gift. Angenommen, diese Phiole zerbräche mit einer 50-prozentigen Wahrscheinlichkeit. Dann könnten wir in unserer makroskopischen Welt mit dieser Wahrscheinlichkeit sagen, dass die Katze entweder lebt oder tot ist. In der Welt der kleinsten Teilchen gilt diese einfache logische Folgerung jedoch nicht.

Vielmehr ist nur das real, was beobachtet wird. Das bedeutet: Solange man nicht nach der Katze in dem Karton schaut, befindet diese sich in einem unbestimmten Zustand. Sie ist also weder tot noch lebendig, sondern beides zugleich. Dazu muss man wissen: Die Quantenmechanik beschreibt das Verhalten sehr kleiner Objekte, die in etwa so groß sind wie Atome oder kleiner. Diese verhalten sich nicht so, wie wir dies aus unserer Alltagswelt kennen. Ereignisse werden nur durch Wahrscheinlichkeiten bestimmt. Die Formel, genauer gesagt die Wellenfunktion ψ, auch bekannt unter der Bezeichnung Schrödingergleichung, die diesen Zustand beschreibt, enthält dabei immer alle möglichen Ausgänge zugleich. Erwin Schrödinger gilt als der Begründer der Quantenphysik und erhielt 1933 gemeinsam mit dem Physiker Paul Dirac den Nobelpreis für Physik. Die Schrödingergleichung zählt heute zu einer der berühmtesten Physik-Formeln überhaupt. In einer der einfachsten Schreibweisen lautet diese: H Ψ  =  E Ψ (stationäre, zeitunabhängige Schrödingergleichung)

Trotzdem handelt es sich bei der Quantenmechanik nicht um eine abgehobene wissenschaftliche Theorie ohne praktischen Nutzen. Im Gegenteil: Schon Smartphones würde es ohne die Entdeckung der Quantenphysik nicht geben, ebenso wenig moderne diagnostische Apparaturen wie CT (Computertomografie) und MRT (Kernspintomografie), Satelliten und Navigationssysteme und natürlich auch nicht das Laptop oder Tablet, auf das Sie möglicherweise gerade schauen.

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