experiment katze im karton

Schrödingers Katze

Was ist Schrödingers Katze eigentlich genau und was soll sie erklären? Das erfährst du in diesem Beitrag. Hier geht’s direkt zum Video!

Schrödingers Katze einfach erklärt

Das gedankenexperiment, hintergrund des experiments, doppelspalt-experiment.

Der Physiker Erwin Schrödinger erfand im Jahr 1935 das Gedankenexperiment, welches du bis heute unter dem Namen ‚Schrödingers Katze‘ kennst. Es ist ein paradoxes Gedankenexperiment  aus der Quantenphysik und   soll die Zustände von Atomen veranschaulichen.

In dem Experiment befindet sich eine Katze in einer Kiste . Zusätzlich ist auch eine Vorrichtung mit einem radioaktiven , chemischen Element und einer Giftampulle eingebaut. Sobald das radioaktive Material in dieser Apparatur zerfällt, wird das Gift freigesetzt und die Katze stirbt.

Das Problem besteht nun darin, dass die radioaktive Substanz in der ersten Stunde nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent zerfällt. Dadurch ist nicht sicher, dass das Gift zu der Zeit bereits freigesetzt wurde und die Katze gestorben ist. Vor dem Öffnen der Kiste, wird die Katze deshalb als tot und lebendig angesehen.

Das Gedankenexperiment soll die quantenmechanischen Zustände von Atomen in der makroskopischen, also greifbaren, Welt veranschaulichen.

Stelle dir dafür folgendes vor: Eine Katze befindet sich in einer geschlossenen, undurchsichtigen Kiste. Mit ihr steht auch ein Apparat mit einer radioaktiven Substanz, einem Detektor, einem Hammer und einer Giftampulle in der Kiste. Von der radioaktiven Substanz ist dabei nur eine bestimmte, geringe Menge vorhanden. Auf diese Weise ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein Atom innerhalb einer Stunde zerfällt genauso groß wie die Wahrscheinlichkeit, dass kein Atom zerfällt. Sobald jedoch ein Atom des radioaktiven Elements zerfällt, startet eine Kettenreaktion . Der Detektor registriert nämlich den Zerfall und bewegt den Hammer. Dadurch wird die Giftampulle zerbrochen und die Katze stirbt.

Ob der Fall eingetreten ist oder nicht, lässt sich aber erst beurteilen, wenn die Kiste geöffnet wird, also eine ‚Messung‘ durchgeführt wurde. Die Atome sind zu dem Zeitpunkt vor der Öffnung also gleichzeitig zerfallen und nicht zerfallen  und die Katze gilt gleichzeitig als tot und lebendig.

In der Quantenmechanik gibt es Zwischenzustände . Du nennst sie auch überlagerte Zustände. Die Atomkerne einer radioaktiven Substanz können diesen Zustand haben. Das liegt daran, dass ihr Zerfall ein quantenmechanischer Prozess ist — somit kann er zu einer gewissen Wahrscheinlichkeit in einem bestimmten Zeitraum stattfinden, muss dies aber nicht. Ob ein Atomkern zerfallen ist oder nicht, kann dann erst bei einer Messung herausgefunden werden.

Wie unsere Alltagserfahrung zeigt, können Menschen und Tiere diesen Zwischenzustand allerdings nicht haben, sie sind entweder tot oder lebendig .

Merke : Das Gedankenexperiment ‚Schrödingers Katze‘ soll also zeigen, dass quantenmechanische Vorgänge und Zustände nicht direkt auf das alltägliche System übertragbar sind.

Das Doppelspalt-Experiment gilt als eines der Schlüsselexperimente für die Quantenmechanik. Unter anderem hat es uns geholfen zu verstehen, dass Elektronen nicht einfach Teilchen sind, sondern auch Eigenschaften haben, die du bei Wellen finden kannst.

Schau dir als nächstes unser Video zum Doppelspaltexperiment an und finde heraus, woran du das erkennst!

Beliebte Inhalte aus dem Bereich Quantenphysik

• Schrödinger Gleichung Dauer: 04:19
• Quantenzahlen Dauer: 04:52
• Heisenbergsche Unschärferelation Dauer: 04:59

Weitere Inhalte: Quantenphysik

Hallo, leider nutzt du einen AdBlocker.

Auf Studyflix bieten wir dir kostenlos hochwertige Bildung an. Dies können wir nur durch die Unterstützung unserer Werbepartner tun.

Schalte bitte deinen Adblocker für Studyflix aus oder füge uns zu deinen Ausnahmen hinzu. Das tut dir nicht weh und hilft uns weiter.

Danke! Dein Studyflix-Team

Wenn du nicht weißt, wie du deinen Adblocker deaktivierst oder Studyflix zu den Ausnahmen hinzufügst, findest du hier eine kurze Anleitung . Bitte lade anschließend die Seite neu .

Quantenmech. Atommodell

Schrödingers katze – ein gedankenexperiment.

Bereits im Jahr 1935 veröffentlichte der  Physiker Erwin Schrödinger mit „Schrödingers Katze“ ein Gedankenexperiment, das die direkte Übertragung quantenmechanischer Begriffe auf die makroskopische Welt problematisiert: Eine Katze befindet sich in einer Kiste, gemeinsam mit einer geringen Menge radioaktiver Substanz. Diese ist so gewählt, dass es innerhalb einer Stunde gleich wahrscheinlich ist, ob eines der radioaktiven Atome zerfällt oder kein Zerfall stattfindet. Darüber hinaus befinden sich in der Kiste ein Detektor, ein Hammer und ein Gefäß mit einer giftigen Substanz. Sobald ein Atom nun seinen Zustand ändert, wird der Zerfall durch den Detektor registriert. Dadurch wird der Hammer bewegt, der daraufhin das Gefäß mit der giftigen Substanz zerstört. Die Katze stirbt.

Solange die Kiste verschlossen ist, ist von außen betrachtet jedoch nicht klar, ob das Atom zerfallen ist oder nicht. Es befindet sich in einem überlagerten Zustand. Doch gerade von dem Zerfall des Atoms hängt die „Lebendigkeit“ der Katze in dem Gedankenexperiment ab. Solange die Kiste nicht geöffnet wird, befindet sich die Katze quasi auch in einem „Zwischenzustand“ – sie ist zu 50% lebendig und zu 50% tot. Sie befindet sich in einer s. g. „Superposition“ dieser beiden Zustände. Nach den Regeln der Quantenmechanik wird der Zustand erst dann eindeutig festgelegt, wenn das System mit der Umwelt interagiert, also eine „Messung“ durchgeführt wird. Diese führt bei einer quantenmechanischen Superposition dazu, dass das jeweilige Teilchen wieder einen eindeutigen Zustand annimmt, und zwar zufällig einen der in der Superposition enthaltenen Zustände.

Das Paradoxon besteht darin, dass dem Gedankenexperiment nach eine Katze als makroskopisches System mit den Regeln der Quantenmechanik in einen Überlagerungszustand aus „lebendig“ und „tot“ gebracht werden könnte, bis erst durch die Beobachtung einer der Zustände festgelegt wird. Dies widerspricht jedoch unserer Anschauung und Alltagserfahrung. „Schrödingers Katze“ zeigt damit, dass quantenmechanische Gesetze nicht einfach auf Alltagssysteme übertragen werden dürfen.

Anders verhält sich das im mikroskopischen Bereich. So können Quantenobjekte wie z. B. Photonen oder Elektronen gleichzeitig mehrere Zustände annehmen. Ein Photon beispielsweise kann beim Doppelspaltexperiment gleichzeitig sowohl den einen als auch den anderen Spalt durchdringen. Will man jedoch genau beobachten, wie das Photon die beiden Spalte durchläuft, so wird durch die Messung der Weg des Photons festgelegt und das Experiment verläuft im Ergebnis anders.

Vorheriger Versuch

Nächster versuch, aus unseren projekten:.

Das Portal für den Chemieunterricht

Das Portal für den Wirtschaftsunterricht

Ideen für den MINT-Unterricht

Schülerstipendium für Jugendliche

Ihr Kontakt zu uns:

Joachim Herz Stiftung

Langenhorner Chaussee 384

22419 Hamburg

T. +49 40 533295-0

F. +49 40 533295-77

[email protected]

• Anastasia Michailova
• 28. Nov. 2022
• 3 Min. Lesezeit

Schrödingers Katze – Gedankenexperiment in 3 Schritten einfach erklärt! | Quantenphysik

Aktualisiert: 16. Feb.

Schrödingers Katze ist vielleicht das bekannteste Sinnbild der Quantenphysik. Doch was genau steckt dahinter? Dieser Beitrag führt dich Schritt für Schritt durch das skurrile Gedankenexperiment und erklärt dir, warum Schrödingers Katze gleichzeitig tot und lebendig ist.

Im Jahr 1935 präsentierte der österreichische Physiker Erwin Schrödinger ein theoretisches Experiment im Bereich der Quantenphysik – bekannt unter dem Titel „Schrödingers Katze“. Das Ziel: Zu zeigen, dass die Zustände der Atome im Bereich der Quantenmechanik nicht einfach in unseren Alltag (von der mikroskopischen in die makroskopische Welt) übertragen werden können. Mit anderen Worten: Quantenphysik lässt sich nicht einfach in unserer „realen Welt“ demonstrieren. Doch beginnen wir ganz am Anfang:

Schrödingers Katze: Das Gedankenexperiment einfach erklärt

An dieser Stelle führt dich der Beitrag Schritt für Schritt durch die Ausgangssituation und zeigt dir, warum das Experiment mit Schrödingers Katze so außergewöhnlich ist:

1. Eine Kiste voller skurriler Dinge

In einer Kiste befinden sich:

Eine radioaktive Substanz

Ein Geigerzähler (misst radioaktiven Zerfall)

Eine Ampulle mit Gift (Blausäure)

Wichtig: Die Menge der radioaktiven Substanz ist dabei exakt so gewählt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Atom zerfällt, genauso groß ist, wie die Wahrscheinlichkeit, dass es nicht zerfällt. Schrödinger selbst nannte diese Kiste „die Höllenmaschine“.

2. Eine tödliche Kettenreaktion

Sobald jedoch ein Atom der radioaktiven Substanz zerfällt, beginnt eine tödliche Kettenreaktion. Der Geigerzähler in der Kiste registriert den radioaktiven Zerfall und bewegt dadurch den Hammer. Dieser zerbricht die Gift-Ampulle und die Katze stirbt.

3. Schrödingers Katze ist tot und lebendig zugleich

Solange die Kiste verschlossen bleibt, sind die Atome des radioaktiven Materials laut Quantenmechanik gleichzeitig zerfallen und nicht zerfallen. Sie befinden sich in einem sogenannten „überlagerten Zustand“ – genauso wie die Katze. Sie ist zu 50 Prozent tot und zu 50 Prozent lebendig. Quantenmechanisch ausgedrückt: Sie befindet sich in der „Superposition“ beider Zustände.

Nach den Gesetzen der Quantenmechanik lässt sich der Zustand erst dann genau erkennen, wenn das System mit seiner Umwelt interagiert, also eine „Messung“ durchgeführt wird. In diesem Fall: Wenn jemand die Kiste öffnet, um nachzuschauen. Die quantenmechanische Superposition führt nämlich dazu, dass die Teilchen einen eindeutigen Zustand annehmen. Im Gedankenexperiment: Also die radioaktiven Atome entweder zerfallen oder nicht.

Auch interessant für dich: „Symptome radioaktiver Strahlung: Folgen von Radioaktivität auf den menschlichen Körper“

Merke: Solange die Kiste mit Schrödingers Katze nicht geöffnet wurde, existieren beide Zustände zeitgleich. Die Katze ist tot und lebendig. Sobald die Kiste geöffnet wird, nimmt die Katze einen der beiden Zustände an – sie lebt oder stirbt.

„Bildlich gesprochen ist das wie bei einem Würfel, bei dem man aus Erfahrung weiß, dass eine der sechs Zahlen oben liegt. Solange man jedoch nicht nachgeschaut hat, findet laut Quantenmechanik eine Überlagerung der sechs Zustände statt. Erst in dem Moment, in dem man nachschaut, findet eine Messung statt, der Würfel entscheidet sich und das Ergebnis ist eine eindeutige Zahl.“ – Prof. Dr. Erich Runge (Technische Universität Ilmenau) zu Schrödingers Katze

Schrödingers Katze: Das Paradoxon des Physik-Experiments

Der Widerspruch besteht darin, dass gemäß unserer Alltagserfahrung kein Tier in ein und demselben Moment lebendig und tot sein kann. In der Welt der Quantenphysik sind diese bizarren Situationen jedoch üblich.

Das Gedankenexperiment mit Schrödingers Katze soll zeigen, dass sich Vorgänge aus der Quantenmechanik nicht einfach und direkt auf unseren Alltag übertragen lassen. Quantenobjekte wie Photonen und Elektronen können gleichzeitig mehrere Zustände annehmen, wie auch folgendes Experiment zeigt:

Das Doppelspalt-Experiment: Eine „reale“ Version von Schrödingers Katze

Der überlagerte Zustand lässt sich gut am sogenannten Doppelspalt-Experiment demonstrieren. Ein Photon kann nämlich durch zwei Spalten gleichzeitig durchdringen – also an zwei Orten sein. Wenn man jedoch eine Messung vornimmt – sich also anschauen möchte, wie das Photon durch beide Spalten läuft (vgl. die Kiste mit Schrödingers Katze öffnen) – wird das Photon dazu gezwungen einen bestimmten Spalt zu wählen. Das Experiment verläuft also anders, als erhofft. Hier ein kurzes Video zum Doppelspalt-Experiment:

Buchtipp zum Artikel: Bestseller von Stephen Hawking „Kurze Antworten auf große Fragen“

Offenlegung als Amazon-Partner:  Dieser Artikel enthält Affiliate-Links, durch die Provisionen bei qualifizierten Verkäufen verdient werden.

Quellen bzw. weiterführende Links:

(1) Welt der Physik: „Schrödingers Katze“

(2) LEIFIphysik: „Schrödingers Katze – ein Gedankenexperiment“

(3) StudySmarter: „Schrödingers Katze“

(4) chemie.de: „Schrödingers Katze“

Ähnliche Beiträge

Albert Einstein: 20 Fakten über den genialen Physiker

Albert Einstein: 100 Zitate über Glück, Liebe, Krieg und Dummheit

Albert Einstein: Allgemeine und spezielle Relativitätstheorie | Einfach erklärt!

• Recruiting Services

Schrödingers Katze – mehr als ein Gedankenexperiment?

Bei Schrödingers Katze handelt es sich um ein naturwissenschaftliches, theoretisches Experiment. Der Physiker Erwin Schrödinger wollte damit die Herausforderungen der Quantenphysik darstellen. Doch ist es mehr als nur ein Gedankenexperiment?

Bei geöffnetem Karton sieht jeder, ob die Katze tot oder lebendig ist. Ist er geschlossen, sieht es anders aus.

Foto: Panthermedia.net/Claus Lenski

Im Jahr 1935 präsentierte der renommierte Physiker Erwin Schrödinger ein bis heute diskutiertes Gedankenexperiment. In diesem Experiment wird eine Katze in einen Zustand versetzt, in dem sie gleichzeitig tot und lebendig ist, solange niemand sie beobachtet. Was zunächst als rein theoretisches Konzept erschien, könnte jedoch mehr sein als nur ein Experiment der Gedanken. Kürzlich haben Physiker einen 16 Mikrogramm schweren Saphir in einen Zustand überführt, der zwei unterschiedliche Schwingungszustände miteinander kombiniert. Bevor wir uns jedoch genauer damit befassen, ist es sinnvoll, das ursprüngliche Gedankenexperiment von Schrödinger genauer zu betrachten.

Was ist Schrödingers Katze?

Schrödingers Katze ist ein Gedankenexperiment aus der Quantenphysik, das der österreichische Physiker Erwin Schrödinger im Jahr 1935 entwickelt hat. Das Experiment diente dazu, die merkwürdigen Eigenschaften der Quantenmechanik darzustellen.

Top Stellenangebote

Es funktioniert wie folgt: Stellen Sie sich eine Katze in einer undurchsichtigen Kiste vor, zusammen mit einer radioaktiven Substanz, einem Geigerzähler und einer tödlichen Vorrichtung, die aktiviert wird, wenn der Geigerzähler ein radioaktives Teilchen erfasst. Laut der Quantenmechanik kann ein radioaktives Teilchen in einem sogenannten Überlagerungszustand sein, bei dem es sich gleichzeitig in einem zerfallenen und nicht zerfallenen Zustand befindet.

Nun argumentiert Schrödinger, dass – solange die Kiste geschlossen ist und niemand von außen nachschaut – die Katze in einer Überlagerung von Zuständen ist. Das bedeutet, dass das Tier sowohl lebendig als auch tot ist, da der Zerfall des radioaktiven Teilchens seinen Tod verursachen würde (wenn die tödliche Vorrichtung tatsächlich ausgelöst würde). Erst wenn die Kiste geöffnet wird und jemand den Zustand der Katze beobachtet, wird die Überlagerung aufgelöst und die Katze befindet sich in einem eindeutigen Zustand – entweder lebendig oder tot.

Gehört Schrödingers Katze zur Quantenphysik?

Schrödingers Katze ist tatsächlich ein Gedankenspiel, das in der Quantenphysik entwickelt wurde, um die Herausforderungen zu verdeutlichen, die die Quantenmechanik mit sich bringt. Es zeigt, dass bestimmte quantenphysikalische Phänomene, wie die Überlagerung von Zuständen, theoretisch auf makroskopische Objekte wie eine Katze übertragen werden können. Es zeigt auch das Konzept der quantenmechanischen Verschränkung und die Rolle des Beobachtens beim Auflösen der Überlagerung in einen eindeutigen Zustand.

Schrödingers Katze beschreibt den Überlagerungszustand eines quantenmechanischen Systems, wie zum Beispiel ein Teilchen. Dieser Zustand wird von Expertinnen und Experten als „Superposition“ bezeichnet. Das Experiment legt nahe, dass die Quantenmechanik dazu führt, dass ein System oder ein einzelnes Objekt in der Superposition existieren kann. Aber nur, bis eine Beobachtung oder Messung durchgeführt wird, die den Zustand auf einen eindeutigen Wert reduziert – im Fall der Katze hieße der „lebendig“ oder „tot“.

Obwohl Schrödingers Katze nur ein Gedankenexperiment ist, hat es über die Jahrzehnte einen großen Einfluss auf das Verständnis der Quantenphysik gehabt und wird häufig als anschauliches Beispiel für die seltsamen und faszinierenden Aspekte innerhalb der Quantenwelt verwendet. Es zeigt, wie bestimmte Prinzipien der Quantenphysik auf makroskopische Dinge angewendet werden können und wie die Beobachtung den Zustand eines Systems beeinflusst.

Wie tot ist Schrödingers Katze?

Schrödingers Katze ist ein theoretisches Beispiel. Dabei ist keine und war auch nie eine echte Katze im Spiel. Die besondere Idee hinter diesem Gedankenspiel ist nicht das Tier selbst, sondern dass dessen tatsächlicher Zustand erst durch Beobachtung oder Messung bestimmt wird. Dann löst sich die Überlagerung auf. Wenn also die fiktive Kiste geöffnet wird und jemand von außen den Zustand der Katze erfasst, würde sich die Superposition in einen eindeutigen Zustand auflösen – abhängig davon, ob das radioaktive Teilchen zerfallen ist oder nicht.

In der Realität können makroskopische Objekte in der Größe einer Katze nicht in einem Zustand der Superposition existieren. Auf dieser Aussage beruhen auch die am Experiment geäußerten Zweifel. So sagen Kritikerinnen und Kritiker, dass sich die Katze niemals in irgendeinem Mischzustand zwischen Tod und Leben befinden wird, sondern entweder lebendig oder tot ist. Die Begründung: Wenn eine Quantenberechnung zeigt, dass eine Katze, die in einem geschlossenen Kasten sitzt, eine 50-prozentige Chance hat, tot zu sein, und eine 50-prozentige Chance, am Leben zu sein – weil es eine 50-prozentige Wahrscheinlichkeit gibt, dass ein bestimmter Mechanismus ausgelöst wird, kann es nur ein „entweder oder“ geben.

Was beweist Schrödingers Katze?

Schrödingers Katze ist kein Beweis für eine bestimmte Aussage. Vielmehr wurde es entwickelt, um einige Aspekte der Quantenphysik zu diskutieren. Das Experiment hebt insbesondere die merkwürdige Natur der Quantenmechanik hervor, in der Teilchen oder Systeme in der Superposition existieren können, bei der sie gleichzeitig mehrere Zustände innehaben.

Schrödingers Katze soll einfach zeigen, dass die Quantenmechanik mit unserem alltäglichen Verständnis von Realität und Kausalität in Konflikt geraten kann. Es stellt eine Herausforderung dar, da es auf makroskopische Objekte wie eine Katze setzt, während die meisten quantenmechanischen Phänomene normalerweise auf der mikroskopischen Ebene beobachtet werden.

Das Gedankenexperiment hat zu zahlreichen Diskussionen und Interpretationen in der Quantenphysik geführt. Es verdeutlicht die Unbestimmtheit und Nichtlokalität in der Quantenwelt und hat zu weiteren Untersuchungen und Debatten über die Natur der Realität und die Interpretationen der Quantenmechanik geführt. Schrödingers Katze dient dabei stets als metaphorisches Werkzeug und ist nicht als wörtliche Beschreibung der Realität zu betrachten.

Ein Edelstein auf den Spuren von Schrödingers Katze

Neuerdings gibt es die Katze trotzdem – im übertragenen Sinn. Vor kurzem ist es Physikern gelungen, einen 16 Mikrogramm schweren Saphir in eine Überlagerung zweier Schwingungszustände zu versetzen. Damit ist der Edelstein das bislang größte Objekt, das innerhalb einer quantenmechanischen Superposition existiert hat. Der Saphir wurde dazu angeregt, zu vibrieren. Das versetzt die Atome, aus denen der Kristall besteht, in Schwingungen. In der Superposition schwingen sie gleichzeitig in zwei entgegengesetzte Richtungen.

15 berühmte deutsche Ingenieure und ihre noch bekannteren Erfindungen

Albert Einstein: Die besten Zitate und Weisheiten

Quantencomputer: Was ist das? Was kann er? Wann kommt er?

Der Sinn solcher Versuche liegt darin, herauszufinden, wie und warum die Gesetze der Quantenwelt bei größeren Objekten in diejenigen Gesetze der klassischen Physik übergehen. Zwar war die Distanz zwischen den beiden Schwingungszuständen mit einem milliardstel Nanometer winzig klein, aber ausreichend, um beide deutlich voneinander unterscheiden zu können. „Indem wir die zwei Schwingungszustände des Kristalls in eine Überlagerung versetzt haben, haben wir effektiv eine Schrödinger-Katze hergestellt, die 16 Mikrogramm wiegt“, heißt es seitens der Fachleute.

Welchen Einfluss hat Schrödingers Katze außerhalb der Naturwissenschaften?

Man muss kein Quantenphysiker oder keine Quantenphysikerin sein, um schon einmal von Schrödingers Katze gehört zu haben. Denn ganz abgesehen von den Einflüssen innerhalb der Naturwissenschaften hat die berühmte Katze in den vergangenen Jahrzehnten Einzug in die Populärkultur gehalten. Sie wird oft als Metapher oder Referenz verwendet, um auf merkwürdige und paradoxe Aspekte im Alltag hinzuweisen. Beispiele für Schrödingers Katze in der Populärkultur sind:

• Literatur und Film: Schrödingers Katze wurde in verschiedenen Büchern und Filmen referenziert. Zum Beispiel erscheint sie in Douglas Adams‘ Roman „Per Anhalter durch die Galaxis“ und in Terry Pratchetts Scheibenwelt-Romanen. In Filmen und Serien wie „The Big Bang Theory“, „The Cloverfield Paradox“ und „Watchmen“ wird das Gedankenexperiment ebenfalls erwähnt oder darauf angespielt.
• Musik: Die Katze wurde auch in der Musik referenziert. Bands und Künstler haben den Begriff in ihren Songtexten verwendet. Ein bekanntes Beispiel ist das Lied „Schroedinger’s Cat“ von „Hawkwind“. Zudem gibt es eine Band, die sich direkt nach dem Experiment benannt hat: „Schroedinger‘s Cat“.
• Populärwissenschaftliche Bücher und Medien: Schrödingers Katze wird häufig in populärwissenschaftlichen Büchern, Artikeln und Videos über die Quantenphysik verwendet, um die Konzepte der Superposition und Verschränkung zu erklären.
• Internet-Memes: Schrödingers Katze hat es in Zeiten der sozialen Medien zudem in die Welt der Internet-Memes geschafft. Es gibt verschiedene Bilder und Memes, die sich auf das Experiment beziehen und seine paradoxen Aspekte auf humorvolle Weise darstellen.

Ein Beitrag von:

Julia Klinkusch

Julia Klinkusch ist freiberufliche Texterin und Medizinautorin.

Empfehlung der Redaktion

Die 10 größten Brauereien der Welt

Die größten Chemieparks der Welt: Produktionsstätten der Vielfalt

Die größten Schiffe der Welt

Die größten Containerschiffe der Welt

Längste Hängebrücke der Welt: Das ist die Superlativ-Brücke in Arouca

Camping: Die 10 außergewöhnlichsten Zelte auf dem Markt

Ähnliche Artikel

Titanic-Wrack: Aktuelle Expedition enthüllt Schäden am Bug

Warum Tiere sprechen: Zoologe aus Cambridge kennt die Antwort

Die höchsten Kräne der Welt: Eine Reise in luftige Höhen

Wie Carl von Linde mit seiner Kältemaschine den Bierkonsum ankurbelte

Top 5 Forschung …

Die 10 unsichersten Airlines der Welt

22 zufällige Erfindungen, ohne die wir nicht mehr leben wollen

Das sind 2024 die teuersten Städte der Welt

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.

Auch auf dieser Seite werden Cookies verwendet. Wir können damit die Seitennutzung auswerten, um nutzungsbasiert redaktionelle Inhalte und Werbung anzuzeigen. Das ist für uns wichtig, denn unser Angebot finanziert sich über Werbung. Die Nutzung der Seite gilt als Zustimmung zur Cookie-Nutzung. Weitere Infos

Wer oder was ist Schrödingers Katze?

Schrödingers Katze: Das weltberühmte Experiment einfach erklärt

am 05.04.23 aktualisiert

Wer oder was ist Schrödingers Katze? Wir erklären einfach, welche Rolle die Samtpfote in einer der berühmtesten Kontroversen der modernen Physik spielt.

Inhaltsverzeichnis

Naturgesetze im Makro- und im Mikrokosmos

Schrödingers katze: ein berühmtes gedankenexperiment, was will schrödinger uns mit seiner katze sagen, schrödingers katze in serien, spielen und büchern.

Schrödingers Katze ist neben Physik-Nerds auch manchen Serien-Fans ein Begriff. Allerdings ist Quantenmechanik oftmals ein nicht gerade leichtverdauliches Thema, nichtsdestotrotz ist gerade dieses Experiment hochspannend.

Wir erklären deshalb, was hinter dem geflügelten Ausdruck von Schrödingers Katze steckt - einfach und auch viel "normale" Menschen verständlich erklärt. Gerade Fans der Samtpfoten werden staunen, welche Rolle eine Samtpfote und eine Kiste in einem der berühmtesten Kontroversen der modernen Physik spielen.

Worum geht es überhaupt bei Schrödingers Katze? Es handelt es sich dabei um ein Experiment, das sich mit den unterschiedlichen physikalischen Gesetzen für den Mikro- und den Makrokosmos beschäftigt. Genauer geht es hierbei um das Gebiet der Quantenmechanik.

Schauen wir uns zuerst im Makrokosmos um. Damit ist all das gemeint, was wir mit bloßem Auge sehen können: Sämtliche Lebewesen und Gegenstände in unserem Alltag sind auf den ersten Blick immer an einem einzigen Ort und haben konkrete Werte. Kater Merlin kann beispielsweise trotz seines zauberhaften Namens nicht gleichzeitig auf dem Sofa und im kuscheligen Bett liegen. Er kann nicht gleichzeitig vier und fünf Kilogramm wiegen.

Doch für den Mikrokosmos und damit für das, was die Quantentheorie beschreibt, gelten diese Regeln nicht. In der Quantentheorie geht es um kleinste Teilchen wie Atome oder Elektronen. Diese können jedoch gemäß den quantentheoretischen Grundlagen an mehreren Orten gleichzeitig sein und verschiedene Eigenschaften besitzen. So kann ein Atom beispielsweise zur gleichen Zeit zerfallen und nicht zerfallen. Quantenphysiker bezeichnen diesen Zustand als „kohärente Überlagerung“ .

Klingt seltsam? Genau das wollte der österreichische Nobelpreisträger und Physiker Erwin Schrödinger verdeutlichen. Er erfand 1935 ein Gedankenexperiment, das die unterschiedlichen Gesetze im Makro- und Mikrokosmos auf die Spitze treibt.

Dadurch erlangte er Weltruhm. Zur Beruhigung an besorgte Katzenfans sei gesagt: Schrödingers Katze war rein fiktiv – es hat weder die KIste wirklich gegeben noch kamen hier echte Katzen zum Einsatz. Schrödinger beschreibt seinen fiktiven  Versuchsaufbau folgendermaßen.

Versuchsaufbau: Katze tot oder lebendig?

Ein radioaktives Atom, ein Geigerzähler, ein mit diesem verbundener Hammer, ein Glas mit Gift und natürlich eine Katze befinden sich in einer geschlossenen Box. Wenn das radioaktive Atom zerfällt, zeigt der Geigerzähler dies an und aktiviert den Hammer, der das Glas mit Gift zerstört. Das Gift tritt also aus und führt dazu, dass die Katze tot ist, sobald das Atom zerfällt.

Allerdings ist unklar, ob und wann das Atom zerfällt. Gemäß den Regeln der Quantenmechanik befindet sich das Atom jedoch in besagter kohärenten Überlagerung, während wir es nicht beobachten. Experten sprechen dabei von „Superposition“ : Es ist weder zerfallen noch nicht-zerfallen.

Erst wenn wir die Box öffnen, sehen wir entweder eine tote oder eine lebendige Katze.

So weit – so verwirrend. Zumindest für den Laien. Denn Schrödinger wollte mit dem fiktiven Versuchsaufbau den Konflikt zwischen Naturgesetzen aus dem Makrokosmos und dem Mikrokosmos aufzeigen. Weil eine Katze kein Quantenobjekt ist, kann sie nicht gleichzeitig tot und lebendig sein – auch nicht, wenn ihr Zustand von einem Quantenobjekt abhängt. Die Gesetze des Makrokosmos regeln eindeutig, dass die Katze zu jedem Zeitpunkt entweder tot oder lebendig sein muss.

Taucht man jedoch tiefer in die Welt der Physik ein, eröffnen sich neue Dimensionen, die auf dem Gedankenexperiment von Schrödingers Katze basieren. So beispielsweise die „Viele-Welten-Theorie“ . Sie besagt, dass beide möglichen Zustände real werden: Die Katze stirbt, die Katze bleibt lebendig. Doch diese beiden Realitäten spielen sich in unterschiedlichen Universen ab. Die Folge wären unzählige Paralleluniversen .

Schrödingers Katze gibt Interessierten viel zu grübeln. Mit ihr ist aber ebenso Entspannung möglich: Wer weniger tief in die Quantenphysik eintauchen möchte, kann sich bequem auf dem Sofa lümmelnd mit Schrödingers Katze beschäftigen. Am besten geht das natürlich mit echten Katzen auf dem Schoß!

Schrödingers Katze bietet einige Steilvorlagen zum Schmunzeln. So versucht Physiker Sheldon Lee Cooper in einer Folge der Sitcom The Big Bang Theorie seiner Nachbarin mit Schrödingers Gedankenexperiment Hilfestellung in Beziehungsfragen zu geben:

Auch andere Serien wie Doctor Who und Futurama , PC-Spiele wie World of Warcraft sowie berühmte Autoren wie Douglas Adams und Terry Pratchett verwenden Anspielungen auf die wohl berühmteste Katze nicht nur in Bezug auf die Quantenmechanik, sondern sogar im Hinblick auf die ganze Wissenschaft.

• Katzen an Silvester allein lassen: Geht das?
• Ojos Azules: Katze, die fast ausgestorben ist

Philipp Hornung

Philipp ist für Wamiz verantwortlich. Er ist mit einer Katze im Schwa...

Was halten Sie von diesem Ratgeber?

Nicht nützlich

Vielen Dank für das Feedback!

Für eine bessere Navigation akzeptiere Cookies

Solltest du Cookies ablehnen:

• Externe Inhalte können in unseren Artikeln nicht erscheinen
• Die Werbeanzeigen sind nicht auf deine Interessen zugeschnitten und in der Regel von geringerer Qualität

Du kannst deine Auswahl ändern, indem du unten auf der Seite auf „Cookies akzeptieren“ klickst.

Einige Elemente auf SRF.ch funktionieren nur mit aktiviertem JavaScript.

Filosofix - Schrödingers Katze: Wenn Physiker in Gedanken experimentieren

Physiker arbeiten gerne mit Maschinen und Messgeräten. Doch manchmal helfen ihnen Experimente in Gedanken, ihre Theorien zu schärfen oder die Rätselhaftigkeit der Physik zum Ausdruck zu bringen. So wie bei Schrödingers Katze und der Quantenmechanik.

Autor:  Hanna Wick

11.01.2016, 03:36

• Auf Facebook teilen Facebook
• Auf X teilen X
• Per WhatsApp teilen WhatsApp
• Per E-Mail teilen E-Mail
• Link kopieren Link kopieren

Gedankenexperimente sind eine Königsdisziplin der Physik. Von Isaac Newton über Albert Einstein bis heute fragen sich Physiker und Physikerinnen immer wieder gerne: «Was wäre wenn?» Sie denken sich Szenarien aus, die ihnen helfen, eine neue Theorie zu entwerfen.

Oder sie wägen mit Experimenten im Kopf verschiedene physikalische Theorien gegeneinander ab. Manchmal bringen sie mit einem Gedankenexperiment auch zum Ausdruck, dass eine Theorie für sie rätselhaft ist.

Stellen Sie sich vor...

Die Philosophie stellt die ganz grossen Fragen und hilft uns mit Gedankenexperimenten, eigene Antworten zu finden. « Filosofix » stellt die wichtigsten Gedankenexperimente in animierten Kurzfilmen vor – eine unterhaltsame Anregung zum Selberdenken. Hier finden Sie:

• Gedankenexperimente
• Philosophische Selbsttests
• Was sagen Prominente

«Ein burlesker Fall»

Das wohl berühmteste Beispiel für ein solches Gedankenexperiment-Rätsel stammt vom österreichischen Physiker Erwin Schrödinger. Der schlug sich 1935 mit der Interpretation der Quantenmechanik herum und nahm beim Nachdenken folgenden «burlesken Fall» zu Hilfe, wie er schrieb.

«Eine Katze wird in eine Strahlenkammer gesperrt, zusammen mit folgender Höllenmaschine: In einem Geigerzähler befindet sich eine winzige Menge radioaktiver Substanz, so wenig, dass im Laufe einer Stunde vielleicht eines von den Atomen zerfällt, vielleicht auch keines; geschieht es, so spricht das Zählrohr an und betätigt über ein Relais ein Hämmerchen, das ein Kölbchen mit Blausäure zertrümmert.»

Ganz schön paradox

Solange man nach der abgelaufenen Stunde nicht in die Kammer schaut, kann man nicht wissen, ob die Katze lebt oder tot ist. Sie ist irgendwie beides zusammen. Das sagt jedenfalls die Quantenphysik. Doch was, bitte schön, soll das bedeuten? Und kann eine Theorie, die so seltsame Dinge vorhersagt, tatsächlich als Abbild der Wirklichkeit gelten?

Schrödingers Katze sei eine Paradoxie, sagt der Wissenschaftsphilosoph Wolfgang Spohn von der Universität Konstanz. Und zwar eine, die bis heute nicht aufgelöst sei. Noch immer ist unklar, wie man die Quantenphysik, die das Verhalten der kleinsten Teilchen der Materie sehr gut beschreibt, mit unserer Alltagswelt in Einklang bringen kann.

Die lebendig-tote Katze gibt in der Physik immer noch Anlass zu Diskussionen – für Spohn ein Zeichen dafür, dass es sich dabei um ein besonders gutes Gedankenexperiment handelt. Erwin Schrödinger hingegen war die Sache mit der Katze eher unangenehm bis ungeheuer. Er nannte seine Arbeit dazu seine «Generalbeichte».

Mehr zum Thema

Meistgelesene Artikel

Social login.

Für die Registrierung benötigen wir zusätzliche Angaben zu Ihrer Person.

Willkommen zurück

Bitte melden Sie sich an, um einen Kommentar zu erfassen.

{| foundExistingAccountText |} {| current_emailAddress |} .

Anmelden und Registrieren

Registrieren, neues passwort erstellen.

Geben Sie die E-Mail-Adresse Ihres Benutzerkontos an. Wir senden Ihnen anschliessend einen Link, über den Sie ein neues Passwort erstellen können.

Sie erhalten in Kürze eine E-Mail mit einem Link, um Ihr Passwort zu erneuern.

Keine Nachricht erhalten?

Wenn Sie nach 10 Minuten kein E-Mail erhalten haben, prüfen Sie bitte Ihren SPAM Ordner und die Angabe Ihrer E-Mail-Adresse.

Technischer Fehler

Oh Hoppla! Es ist ein technischer Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es später noch ein Mal oder kontaktieren Sie unseren Kundendienst.

Mobilnummer bestätigen

Damit Sie einen Kommentar erfassen können, bitten wir Sie, Ihre Mobilnummer zu bestätigen. Wir senden Ihnen einen SMS-Code an die Mobilnummer .

Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut oder kontaktieren Sie unseren Kundendienst.

Es wurden bereits zu viele Codes für die Mobilnummer angefordert. Um Missbrauch zu verhindern, wird die Funktion blockiert.

Zu viele Versuche. Bitte fordern Sie einen neuen Code an oder kontaktieren Sie unseren Kundendienst.

SMS-Code anfordern

Mobilnummer ändern

Wir haben Ihnen einen SMS-Code an die Mobilnummer gesendet. Bitte geben Sie den SMS-Code in das untenstehende Feld ein.

Code erneut anfordern

Diese Mobilnummer wird bereits verwendet. Bitte ändern Sie Ihre Mobilnummer oder wenden Sie sich an unseren Kundendienst.

Die maximale Anzahl an Codes für die angegebene Nummer ist erreicht. Es können keine weiteren Codes erstellt werden.

An diese Nummer senden wir Ihnen einen Aktivierungscode.

E-Mail bestätigen

Wir haben Ihnen ein E-Mail an die Adresse {* emailAddressData *} gesendet. Prüfen Sie bitte Ihr E-Mail-Postfach und bestätigen Sie Ihren Account über den erhaltenen Aktivierungslink.

Wenn Sie nach 10 Minuten kein E-Mail erhalten haben, prüfen Sie bitte Ihren SPAM-Ordner und die Angabe Ihrer E-Mail-Adresse.

Benutzerdaten anpassen

{* resendLink *}

Registrieren und Anmelden

Mit einem SRF-Account erhalten Sie die Möglichkeit, Kommentare auf unserer Webseite sowie in der SRF App zu erfassen.

Ihre Aktivierungs-E-Mail wurde versendet

Bitte prüfen Sie Ihr E-Mail-Postfach. Das Aktivierungs-E-Mail wurde versendet.

E-Mail-Adresse verifiziert

Vielen Dank für die Verifizierung Ihrer E-Mail-Adresse.

Benutzerkonto

In dieser Ansicht können Sie Ihre Benutzerdaten verwalten.

Passwort ändern

Account deaktivieren, benutzerdaten erfolgreich gespeichert.

Sie können Ihre Daten jederzeit in Ihrem Benutzerkonto einsehen.

Definieren Sie ein neues Passwort für Ihren Account {* emailAddressData *} .

Definieren Sie ein neues Passwort für Ihren Account.

Passwort erfolgreich gespeichert

Sie können sich nun im Artikel mit Ihrem neuen Passwort anmelden.

Ein neues Passwort erstellen

Wir haben den Code zum Passwort neusetzen nicht erkannt. Bitte geben Sie Ihre E-Mail-Adresse erneut ein, damit wir Ihnen einen neuen Link zuschicken können.

Ihr Account wird deaktiviert und kann von Ihnen nicht wieder aktiviert werden. Erfasste Kommentare werden nicht gelöscht.

Wollen Sie Ihren Account wirklich deaktivieren?

Account deaktiviert

Ihr Account wurde deaktiviert und kann nicht weiter verwendet werden. Wenn Sie sich erneut für die Kommentarfunktion registrieren möchten, melden Sie sich bitte beim Kundendienst von SRF.

Hauptnavigation

• Play SRF Mediathek
• Audio & Podcasts
• Play Suisse
• TV-Programm
• Radio-Programm

Weitere Angebote

• Wissenschaft & Technik

Schrödingers Experiment: Wenn die Katze tot und lebendig ist

• Nicht nur bei Sheldon aus der Serie "The Big Bang Theory" spielt Schrödingers Katze noch immer eine Rolle.
• Das 1935 von dem Physiker Erwin Schrödinger erdachte Gedankenexperiment soll aufzeigen, dass sich laut der Quantenmechanik Objekte gleichzeitig in unterschiedlichen Zuständen befinden können.
• In diesem Fall wäre eine Katze gleichzeitig tot und lebendig.
• Ein Physikprofessor erklärt, was es damit auf sich hat.

Mehr Themen zu Wissenschaft & Technik finden Sie hier

Man stelle sich vor, eine Katze ist in einem geschlossenen Kasten eingesperrt, in den man nicht hineinschauen kann. In diesem Käfig befinden sich zudem ein radioaktives Präparat und eine Ampulle mit Gift. Das radioaktive Material kann zerfallen - wann dies geschieht, weiß man jedoch nicht.

Wenn das erste Atom des radioaktiven Materials zerfällt, wird eine tödliche Kettenreaktion ausgelöst: Dann fällt ein Hammer von oben auf die Glasampulle, diese zerbricht, das giftige Gas kann entweichen, die Katze stirbt. Und was bedeutet das nun?

Schrödingers Katze im Überlagerungszustand

Seit 1925 beschäftigen sich Forscher mit der Quantenmechanik, die die Zustände und Vorgänge von Materie im Größenbereich der Atome beschreibt. "Laut der bewiesenen Quantenmechanik, die von Physikern wie Werner Heisenberg und Erwin Schrödinger entwickelt wurde, befindet sich das radioaktive Präparat im Kasten so lange in einem sogenannten Überlagerungszustand, bis jemand nachschaut, ob der Zerfall tatsächlich stattgefunden hat", erklärt der Physiker Erich Runge.

Solange der Kasten verschlossen bleibt und keine Messung erfolgt, befindet sich das Material also in der Schwebe zwischen Zerfallen-Sein und Nicht-Zerfallen-Sein.

Würfel-Beispiel: Erst durch das Nachschauen findet eine Messung statt

"Bildlich gesprochen ist das wie bei einem Würfel, bei dem man zwar aus Erfahrung weiß, dass eine der sechs Zahlen oben liegt. Solange man jedoch nicht nachgeschaut hat, findet laut Quantenmechanik eine Überlagerung der sechs Zustände statt. Erst in dem Moment, in dem man nachschaut, findet eine Messung statt, der Würfel entscheidet sich und das Ergebnis ist eine eindeutige Zahl.", so Runge.

Mit dem Gedankenexperiment zeigt Schrödinger aber, dass sich diese Theorie nicht für große Objekte anwenden lässt, denn das würde bedeuten, dass auch die Katze in der Kiste gleichzeitig tot und lebendig ist. Der Zerfall der mikroskopisch kleinen Atome des radioaktiven Materials wirkt sich im Gedankenexperiment unmittelbar auf das Leben der Katze aus.

Eine Katze oder auch schon ein Staubkorn ist jedoch so ein komplexes System, das aus einer Vielzahl von Atomen besteht, die sich nicht alle beobachten und kontrollieren lassen. Zudem ist es kaum möglich, alle äußeren Einflüsse zu vermeiden, die sich auf den Zustand der Katze auswirken könnten. So könnte beispielsweise ein Hund außerhalb der Box die Katze wittern und durch diese "Messung" bereits festlegen, ob die Katze lebt oder nicht.

Quantenmechanik in der heutigen Wissenschaft

"Das Katzen-Experiment ist nicht umsetzbar, sondern nur ein gedankliches Konstrukt. Es ist schwierig, die Grenzen auszuloten zwischen dem quantenmechanischen Verhalten im kleinen Bereich der Atome und dem Verhalten von großen makroskopischen Objekten. Denn das Überlagern von verschiedenen Zuständen steht im völligen Widerspruch mit unserem Alltag und unseren Erfahrungen, die Katze kann schließlich nicht gleichzeitig tot und lebendig sein. Jedoch ist die Quantenmechanik im kleineren Bereich gültig und nachgewiesen", erklärt Runge.

Dass dieser Überlagerungszustand als zentrales Thema der Quantenmechanik gar nicht so absurd, sondern in der Realität tatsächlich möglich ist, konnten Forscher bereits für sehr kleine Teilchen, wie Moleküle mit bis zu 60 Atomen, nachweisen. So arbeitet die Wissenschaft aktuell daran, dieses Konzept für sogenannte Quantencomputer zu nutzen.

Diese arbeiten mit sogenannten Qubits als Einheit, die gleichzeitig zwei verschiedene Zustände einnehmen können, nämlich null und eins. Diese Computer können viel schneller und effektiver arbeiten, da mehrere Prozesse gleichzeitig ablaufen können.

Verwendete Quellen:

• Quanten.de: "Schrödingers Katze kann aufatmen – und sei es auch nur ein letztes Mal"
• LEIFIphysik: "Schrödingers Katze – ein Gedankenexperiment"
• Welt der Physik: "Schrödingers Katze"

NASA versteckt Botschaften: Was die Muster in den Lande-Fallschirmen bedeuten

" So arbeitet die Redaktion " informiert Sie, wann und worüber wir berichten, wie wir mit Fehlern umgehen und woher unsere Inhalte stammen. Bei der Berichterstattung halten wir uns an die Richtlinien der Journalism Trust Initiative .

• App herunterladen & registrieren
• Mobilfunk & DSL
• WEB.Cent Cashback
• Alle Themen von A-Z
• Unterhaltung
• Klima - News und Hintergründe
• Psychologie
• Natur & Umwelt
• In eigener Sache
• United Internet for UNICEF
• Vorteilswelt
• Versicherung
• Bildung & Nachhilfe
• Vergleichswelt
• So arbeitet die Redaktion
• WEB.DE im Überblick