Schrödingers Katze

Optimist · Anmeldungsdatum: 26.09.2004 Beiträge: 39

Hi,
folgendes:

Schrödinger hat postuliert, dass beim Versuch mit der (seiner) Katze dieselbe sich solange in einer Art "halb lebend halb tot - Zustand" befindet, bis jemand die Kiste öffnet und nachschaut, ob die Katze den noch lebt.

Ich verstehe aber nicht ganz, wieso das von einem Betrachter abhängig gemacht wird, was mit der Katze während sie in der Kiste, abgeschottet von der Außenwelt ist, passiert.

gruß,
Optimist

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

Ich versteh nich ganz was du meinst. Ich versuchs mal so zu erklären.
Das Beispiel mit der Katze ist nur eine Art Veranschaulichung oder Modell der Quantenphysik.
In der Quantenphysik kann man erst dann von einer Eigenschafft oder einem Zustand sprechen wenn man etwas misst. Solange kann man keinerlei Sicherheit haben. Natürlich ist die Katze nicht tot und lebendig gleichzeitig aber solang man nicht nachsieht weiss man es nicht.
Anders als bei der Katze oder bei anderen makroskopischen Objekten gibt es in der Quantenmechanik Superpositionen, das sind Überlagerungen von Zuständen. Im Beispiel Katze also tot oder lebendig. Bei Photonen zB die Polarisierung.

greez, lance

dachdecker2

Bei Schrödinger hat die Katze zwei Zustände: lebendig und tot. Die Katze ist in der geschlossenen Kiste nicht halbtot und Haldlebend, sondern sie befindet sich bis zur Messung (wenn man in die Kiste schaut), im allen Zuständen (d.h. sie ist ganz tot und ganz lebendig). Durch den Messvorgang nötigt man das quandenmechanische System in einen konkreten Zustand.

Das quantenmechanische System ist eigentlich ein Atom das zerfallen kann, dadurch Zyankali freisetzt und daraufhin Katze umbringt. Die Katze ist hier also nicht selbst das quantenmechanische System, sie Zeigt nur den Zustand desselben an und ist logischerweise genausolange wie das eigentliche quantenmechanische System nicht in einem Konkreten Zustand.

Von der Nachahmung wird abgeraten, das ist nur ein Gedankenexperiment, das nicht realisiert werden kann.

Optimist · Anmeldungsdatum: 26.09.2004 Beiträge: 39

@dachdecker
danke, dass du das experiment nochmals gnauer beschrieben hast.
aber meine Frage hast du nicht wirklich beantwortet.
Nochmals.
Wenn man die Katze zum Zeitpujnkt null einsperrt und (mal angenommen) das Atom zum zp 2 zerfällt, man aber erst zum zp 3 nachschaut, ob das atom auch wirklich zerfallen ist,
ist doch die katze bereits seit zp 2 tot gewesen und "wurde" nicht erst durch den Betrachter tot.

Ich verstehe nicht ganz, wieso die Katze solange nicht tot sein kann, bis es einen betrachter gibt, der nachschaut.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

du weisst aber auch nicht ob das Atom zerfallen ist^^
Dieses ist nämlich auch nicht festgelegt solange du nicht misst, und ist somit ist das Atom im Zustand zerfallen/nicht zerfallen und die Katze im Zustand tot/lebendig
das ist der Witz daran^^

Erst beim Messen findest du heraus, ob das Atom zerfallen ist und die Katze entsprechend tot ist oder nicht

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

Klar kann die Katze tot sein bevor man nachgesehn hat, nur man weiss es nicht!!! Wir könnten auch Wetten abschliessen über unmengen an Geld aber es würde erst einer gewinnen wenn wir nachgesehn hätten.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

eben nicht^^
Es geht nicht darum das wir es nicht wissen, sondern darum dass die Katze prinzipiell nicht stirbt solange man die Kiste nicht aufmacht. Es ist ja auch nicht so, dass die Katze in der Superposition ist wenn jemand anderes nachschaut und uns aber nicht sagt ob die katze nu tot ist. Wir kennen zwar den Ausgang nicht, aber die Superposition ist längst zerfallen, es geht um das reine Beobachten egal ob du es bist oder ich und ich sage dir dass sie tot ist.

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

hö? ich hab doch das selbe gesagt!?
Augenzwinkern

Superposition gibt es bei einer Katze nicht, daher kann sei auch nicht zerfallen.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

daher ist das Ganze auch ein Gedankenexperiment^^
Es ging Schrödinger nur darum zu zeigen, dass man Mikroskopische Systeme mit Makroskopischen nur theoretisch koppeln kann. Denn theoretisch könnte eine Katze in Superposition existieren, wenn aber auch nur ein photon die Katze berührt, ist alles hin. Und das zu realisieren, und die Katze gleichzeitig am Leben erhalten ist unmöglich;)

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Wie wäre es denn, wenn die Wechselwirkung mit der Umgebung, d.h. mit dem Kasten
und der darin befindlichen Luft auch noch mit berücksichtigt würde? Es gibt Leute,
die behaupten, daß das Paradoxon keines mehr ist, wenn man genau dies tut.

Ich zitiere euch mal was aus

Dekohärenz in offenen Quantensystemen
W.T. Strunz, G. Alber und F. Haake
Physik-Journal November 2002, Seite 47

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

ja das ist das Problem der Dekohärenz. Es gibt ja auch die Theorie der spontanen Reduktion, nach der die Wellenausbreitung eines q-mechanischen Zustandes spontan auch ohne Beobachtung zurückgesetzt wird. Je größer das System desto häufiger erfolgt solch Reduktion. Dadurch geht die Superposition verloren.

MagicDuck · Anmeldungsdatum: 17.02.2005 Beiträge: 28 Wohnort: NRW

Ich denke auch man kann es am einfachsten so erklären, dass in dem Moment, wenn man ein einzelnes Teilchen beobachtet, verliert dieses seine Quanteneigenschaften, weil es kein einzelnes isoliertes Teilchen mehr ist sondern es wird zum Teil der Realität und wechselwirkt etc. (hoffe man kann nachvollziehen was ich meine Augenzwinkern

)

Gast

Das ist auch für mich der grosse Knackpunkt den ich nie verstanden habe. Die Superposition.

Die Katze in der Kiste ist entweder Tot oder Lebendig. Egal ob ich nachschaue oder nicht. Meine Messung (das Nachschauen) beeinflusst das Ergebniss nicht (jedenfalls verstehe ich das so und deshalb verstehe ich wie gesagt die Superposition nicht).

Ich wollte mal wissen wie ein Quantencomputer funktioniert aber habe es bis heute noch nicht verstanden. Ein Quantum hat einen Zustand den ich aber nicht kenne. Deshalb zu behaubten das es alle Zustände einnimmt die Theoretisch möglich sind wäre das selbe zu sagen das das Byte im Speicher meines Computer an Adresse 0x7fff gleichzeitig alle 256 möglichen Werte annimmt und erst das auslesen der Adresse einen bestimmten Wert zutage fördert.

Man merkt, ich habe das Prinzip der Superposition noch incht verstanden. Ich kann mir theoretisch vorstellen was gemeint ist (In einem Kühlschrank ist es bei geschlossener Tür sowohl dunkel als auch hell) aber ich sehe nicht wie dies praktisch funktionieren soll.

Wie bringt man denn ein Quantum in Superposition?

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

da lies am besten mal dies: smile

http://www.uni-frankfurt.de/~pospiech/q_comp.html

Gast

Eine Katze ist auch wirklich Lebendig oder tot. Eine Katze (und auch Speicherplatz) ist aber im Vergleich zu Elementarteilchen wohl eher makroskopisch. Da funktioniert die Sache nicht mehr. Zumal tot oder lebendig sowieso schon mal kein Zustand eines Teilchens ist.

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

War mein Beitrag. Sry

dachdecker2

sorry, dass ich mich jetzt erst melde Augenzwinkern

@Optimist:

Du schaust zum Zeitpunkt 3 nach, was passiert ist. Du bekommst erst dann mit, ob der Zeitpunkt 2 (Atom zerfällt und das Gift wird freigesetzt) vor Zeitpunkt 3 lag oder nicht.

zur Superposition:

zunächst eine Erklärung: Superposition ist zu deutsch Überlagerung. Überlagert sind dabei in der Quantenmechanik alle möglichen Zustände. Diese Überlagerung geht durch eine Wechselwirkung mit der Außenwelt (das könnte eine Messung sein) verloren und es wird eine der möglichen Zustände "ausgewählt" (realisiert gefällt mir fast noch besser).

Wenn man annimmt dass der Inhalt der Kiste nicht mit der Außenwelt wechselwirkt (Die Bedingung steht detailiert im Post von Bruce), dann hat das System alle möglichen Zustände auf einmal. Im Fall mit der Katze gibt es genaugenommen deutlich mehr als 2 Zustände. Die Zeit (die die Katze nach dem Tod in der Kiste verbringt) zum Beispiel schreitet ja voran und wird nach dem Öffnen auch sichtbar (und olfaktorisch feststellbar *g*).

Durch die Messung bricht die Superposition zusammen, und ein konkreter Zustand wird realisiert. Sogesehen beeinflusst die Messung das System (und damit das Messergebnis) nicht unerheblich...

BluePhoenix · Anmeldungsdatum: 21.11.2004 Beiträge: 102 Wohnort: Erftstadt

Also, ich verfolge den thread hier jetzt jeden Tage eine Frage stellt sich mir nach diesen ganzen Folgerungen jedoch unausweichlich:
Kann man Quantenzustände überhaupt messen?
Nachdem was ihr hier so geschrieben habt ja nicht, aber wie sollte diese Physik dann funktionieren wenn sie "nichts" über die Realität weiss?

(sry schonma, hab bisher nur populärwissenschaftliches darüber gelesen ^^)

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

Ja kann man schon man muss sich nur für eins entscheiden smile

zB die unschärferelöation da musst du entscheiden will ich nun den Ort eines Teilchens messen oder den Impuls. Denn wi3e willst du etwas mit Photonen messen, wenn selbst das Photon selbst das Ergebniss beeinflusst. Man kann zB Elektronen vorrausbestimmen in einem bestimmten Aufenthaltsraum.
Also messen kann man sie nur nicht im genauen Vorraussagen.

Isa_1987 · Gast

also, ich weiß jetzt nicht wirklich, ob das was damit zu tun hat aber: ein prof bei uns an der uni hat mal gesagt, dass es durchaus geschwindigkeiten gibt, die größer als lichtgeschwindigkeit sind, aber man kann sie eben nicht messen oder so...hat das jetzt auch was damit zu tun??
Grüßle

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

Es gibt eine Tunnelung durch die Unschärferelation die zB bei der Sonne eine wichtige Rolle spielt und auch eine Tunnelung wo man mehrfache Lichtgeschwindigkeit erreichen kann. Bin mir aber nicht sicher in wie fern und ob überhaupt ein Zusammenhang der beiden Vorgänge besteht. ... hmm grübelnd

Igel · Anmeldungsdatum: 18.03.2005 Beiträge: 20

Zusammenhang gibts kaum.

Zum Thema überlichtgeschwidnigkeit bleibt nur eins zusagen, möglich ja nur nich zur informationsübertragung geeignet und des ist des entscheidende.
zur ausgangs frage zurück, der witz bei dem experiement ist im prinzip die unschärferelation. durch die wechselwirkung stirbt die superposition=> wenn ich hinschaue gibts nur lebendig oder tod. wenn ich nich hinschau kann ich zu 10% sagen sie lebt zu 10% sagen sie ist tod und zu 80% weis ichs nich(freiangenohmene werte bitte nich auf die goldwage legen). also so lange ein teilchen nicht beobachtet wird ist es an einem definierten raumzeitpunkt mit einer definierten energie vorhanden. sobald ich jedoch nach schaue kann ich nur die position bzw. die geschwindigkeit feststellen.

MFG Igel

Gast

Gast

*Auch mal was schreiben will*

Mal zur Übertragung der Quantentheorie auf die makroskopische Welt: Gemäß der Unschärferelation ist es sogar möglich, dass Teilchen aus dem Nichts entstehen, wenn sie nur im Rahmen der Messungenauigkeit wieder verschwinden. Ein Teilchen, dass aus dem Nichts entsteht, widerspricht natürlich allen möglichen Erhaltungssätzen, hier ist es aber möglich. Überträgt man dies dann auf die makroskopische Welt, kann man die Frage stellen: Wenn man sich mit dem Rücken zum Waldrand stellt und die Ohren zuhält, kann man dann mit Sicherheit sagen, dass die Bäume sich nicht miteinander unterhalten? Big Laugh

Zum Quantencomputer: Er existiert im Moment nur in der Theorie, ein führender Forscher auf diesem Gebiet ist im Moment David Deutsch von der Universität Oxford. Es gibt verschiedene Modelle für einen solchen Computer. Im Grunde beruhen alle auf dem gleichen Prinzip: Mit Hilfe von elektromagnetischen Feldern werden Teilchen in gleichen Abständen zueinander fixiert, ähnlich den Bitmustern auf einer CD. Mit Hilfe von Lichtstrahlen, die genau diese Teilchen treffen, lassen sich gezielt Eigenschaften dieser Teilchen verändern, z.b der Spin. Da diese Teilchen gemäß der Quantentheorie alle als verschränkt gelten, können sie sich gegenseitig beeinflussen, fertig ist die Rechenmaschine auf Quantenbasis
smile

Neko · Anmeldungsdatum: 04.07.2004 Beiträge: 526 Wohnort: Berlin

Mein Post. Aber nochmal zu dem Quantencomputer: Der Quantencomputer existiert im Moment wirklich noch in der Theorie. Das von Lancelot angesprochene Problem der Dekohärenz versaut im Moment noch alles unglücklich

Andererseits kann man sich mal ausmalen, was man mit solch einem Quantencomputer anstellen kann: Man kann in astronomischen Geschwindigkeiten 500 stellige Zahlen in ihre Primfaktoren zerlegen und möglicherweise annähernd sichere meteorologische Vorhersagen für die nächsten 14 Tage machen...*weiterträum

Lancelot · Anmeldungsdatum: 22.09.2004 Beiträge: 148 Wohnort: Sachsen

Doch man hat bereits mit Hilfe von 7 Bariumatomen es geschafft die Zahl 15 zu zerlegen Zunge raus

*applaus*

Gast

Nikolas

@ Igel: Dann zeig doch mal die Rechnung, mit der du auf die 10% gekommen bist.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

er hat doch gesagt, dass die 10% nur ein Beispielwert sind, und nicht aus einer Rechnung stammen Augenzwinkern

Nikolas

Jeder Wert ungleich 50 sollte aber irgendwie begründet werden, egal ob es jetzt 10 oder 54,5 sind.

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

ich verstehe smile

Schrödinger hat ja in seinem Experiment postuliert, dass das Atom eine Zerfallswahrscheinlichkeit von 50% hat...
ja du hast recht, die Katze ist entweder tot oder lebendig, ohne Messung ist sie beides, aber die wahrscheinlichkeitsverteilung ist gleich

Igel · Anmeldungsdatum: 18.03.2005 Beiträge: 20

Danke für die Rückendeckung @ bishop

@Toxman
Du sagst kein angenomener wert sollte sich nie von 50 % unterscheiden. stimmt in soweit wie ich nur 2 möglichkeiten hab; nur hier habe ich 3; also wennst so willst 33,3% für lebt 33,3% für beides 33,3% für tod. der witz is ja der das es 3 zustände gibt solange ich nicht nachschau. Oder kannst du bestimmen wann des atom zerfällt?

MFG Igel Augenzwinkern

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

ich hab meine Meinung doch revidiert^^

tox hat recht, die Wahrscheinlichkeit von der Superposition ist eben "tot" + "nicht tot" solange man nicht misst, also eben 100% man hat also doch nur eine Möglichkeit wenn man nicht misst und zwei wenn man es tut

Nikolas

Gast

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

Was ich an dem Schrödinger-Gedankenexperiment nicht verstehe ist, dass doch der Zerfall von einem Geigerzähler registriert werden soll. Ist das nicht schon eine Messung, die Das Atom eindeutig festlegt?

bishop · Moderator Anmeldungsdatum: 19.07.2004 Beiträge: 1133 Wohnort: Heidelberg

doch, aber da das System abgeschlossen ist, weisst du nicht ob der geigerzähler anschlug, also befindet sich auch der zähler selbst in einer Superposition. Das ist ja gerade der witz daran, der Übergang von mikro zu makroskopischen Systemen und die Frage ob die quantenmechanik weiterhin gilt, wenn diese gekoppelt werden

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

Da wird mir schwindelig!
Das heißt, keiner weiß, ob wir wirklich existieren gilt nicht, weil außerhalb des Universums keiner ist, der unsere Existenz überprüfen könnte? Und wer würde dessen Existenz überprüfen?

Dann gilt Descartes Satz "Cogito ergo sum" (Ich denke also bin ich) wohl nicht mehr, da ich jemand außerhalb benötige, dessen Existenz bewiesen ist, der widerum meine Existenz beweist?

mr. black

hmmmm
Wie kann ich mir dann sicher sein, dass ich existiere?

Mister S · Anmeldungsdatum: 06.01.2005 Beiträge: 426

Nach Schrödinger doch wohl garnicht!

Die Katze kanns ja auch nicht. Die ist aber austauschbar durch alle Individuen im Universum!

Aber man kann Descartes mit der Multiversum-Theorie retten: Wenn es unendlich viele Universen gibt, ein paar, in denen wir existieren, und ein paar, wo wir das nicht tun, so leben wir natürlich in einem, in dem wir existieren, eben weil wir über unsere Existenz nachdenken können! Ich finde, das ist definitiv die eleganteste Lösung, da hier eindeutig bewiesen ist, dass wir existieren!