Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Schrödingers Katze - GFS Physik

No description
by

M. Hornberger

on 14 January 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Schrödingers Katze - GFS Physik

Das Experiment
Interpretationen?
Schrödingers Katze
Erwin Schrödinger
An extreme case of Schroedinger Syndrome!
Schrödingers Experiment mit der Katze war eines der zahlreichen Gedankenexperimente Anfang des 20. Jahrhunderts.
Gedankenexperiment:
ein Experiment,
das Probleme von Theorien analysiert und bewertet, z.B. um Paradoxien aufzuzeigen und Lösungsansätze zu bewerten.
Sie können (noch) nicht in realen Versuchsanordnungen nachvollzogen werden.
Paradoxon:
Aussagen oder eine Gruppe von Aussagen, die sich in der Anschauung des Betrachters scheinbar oder tatsächlich widersprechen oder es veranschaulicht einen offenbaren Widerspruch, der eine nicht duale Wahrheit repräsentiert.
Weitere Begriffe
: Gesetz der großen Zahlen
Dekohärenz/Kohärenz
Das Gedankenexperiment bringt die Unbestimmtheit atomarer Prozesse auf eine makroskopische Verständnisebene.

Die Quantenphysik hat eine Vielzahl von Interpretationen und Anwendungen entwickelt. Wir greifen einige heraus: Die Kopenhagen Interpretation, die Interpretation der vielen Welten und die Ensemble Interpretation
und die Theorie der Dekohärenz.
An extreme case of Schrodinger Syndrome
The Cat has DIED!!!
(* 12.8.1887; +4.1.1961) war ein österreichischer Physiker und Wissenschaftstheoretiker.

1935 publizierte er seine Artikel über "Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik", in der erstmals das berühmte, nach ihm benannte Gedankenexperiment, auch Schrödingers Katzenparadoxon, genannt wird.

Schon vorher war er ein anerkannter Physiker (z.B. Schrödinger-Gleichung 1926). 1933 erhielt er den Nobelpreis für Physik. Er gilt als Begründer der Quantenmechanik und beeinflusst die Wissenschaft bis heute (z.B. Quantenoptik und Quantencomputer).

Schrödingers Experiment mit der Katze war eines der zahlreichen Gedankenexperimente Anfang des 20. Jahrhunderts.
GFS von Moritz Hornberger in Physik
K2 - MGG - 14. Januar 2014

Gliederung
Historie und Begriffserklärungen
Das Gedankenexperiment
Interpretationen
Die Kopenhagen Interpretation
Die Interpretation der vielen Welten
Die Ensemble Interpretation
Dekohärenz
Anwendung und Erweiterung in der Physik
Bedeutung für die Quantenmechanik
Quellen
Quellen - Print
Schrödinger, E. - Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik. Naturwissenschaften (Organ der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte – Berlin, Springer) – Bd. 23, 1935.
H. P. J. Haken, H. H. C. Wolf, The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory (Advanced Texts in Physics), Springer, 6. Auflage, 2000, S. 406.
Hoffmann, D., Erwin Schrödinger (Biographien hervorragender Naturwissenschaftler, Techniker und Mediziner ; Nr. 66) – Leipzig 1984.
Leibfried, D./Schätz, T., - Der atomare Abakus, in: Physik-Journal, Januar 2004, S. 23 -29
Aspelmeyer, M./Arndt, M. - Schrödingers Katze auf dem Prüfstand, in : Spektrum der Wissenschaft, Oktober 2012, S. 44 - 54
Quellen - Online
http://futurezone.at/science/schroedinger-katze-als-quantenspeicher/28.503.260
Greuling, H.; Der Meister der Gedankenexperimente, auf http://www.welt.de/print-welt/article681668/Der-Meister-der-Gedankenexperimente.html
Schrödinger's cat. (2014, January 5). In Wikipedia, The Free Encyclopedia, geladen 17:34, 11 Januar, 2014, von http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Schr%C3%B6dinger%27s_cat&oldid=589217615
Wolfgang Richter, Wie fett ist Schrödingers Katze? auf: www.stern,de, veröffentlicht 8. Juni 2006, 14:26 Uhr http://www.stern.de/wissen/natur/quantenmechanik-wie-fett-ist-schroedingers-katze-562748.html
Birgit Bomfleur, Schrödingers Katze kann aufatmen - und sei es auch nur ein letztes Mal, auf www.quanten.de, Newsletter September/Oktober 2001
Quellen - Videos
Schroedinger's Cat - Minutephysics auf Youtube,




Schrödinger's Cat - Sixty Symbols auf Youtube,
ist ein paradoxes Gedankenexperiment von Erwin Schrödinger, welches Quantenphysiker
und Philosophen seit rd. 80 Jahren beschäftigt. Es geht um die Frage, ob ein Objekt in unbeobachtetem Zustand mehrere, sich eigentlich ausschließende Eigenschaften annehmen kann - etwa, ob eine Katze gleichzeitig lebendig und tot sein kann. Es verbindet quantenmechanische Phänomene mit makroskopischen Objekten und versucht dadurch, die Unvorhersehbarkeit der Quantenmechanik zu demonstrieren.
Begriffserklärungen
Katze ist in einem Zustand der Überlagerung, einer "Superposition".
Wellenfunktion kollabiert im Moment der Wechselwirkung -> Dekohärenz.
die Katze verliert ihre Superposition und nimmt einen ihr zugehörigen Zustand an.
Vor der Messung ist nur eine Wahrscheinlichkeitsaussage möglich.
Beim Öffnen der Box werden 2 Realitäten erschaffen, einmal lebt die Katze, in der anderen sie tot.
Beide Realitäten entwickeln sich danach unabhängig voneinander.
Noch nicht nachweisbar, da man in dieser Realität gefangen ist
es entstehen Paralleluniversen.
Der Ausgang des Experiments kann als Tür gesehen werden, je nachdem, welche man öffnet, kommt man in eine andere Realität.
Das Experiment wir in dem Zeitintervall t sehr sehr oft ausgeführt
Das Gesetz der Großen Zahlen kann dann angewendet werden
Die Katze stirbt in 50% der Fälle, in den anderen 50% überlebt sie.
Versuchsaufbau:
Eine Katze wird zusammen mit einem radioaktiven Material, einem Geigerzähler, einem Hammer und einer Phiole mit Gift in eine verschlossene Kiste gesperrt.

Das radioaktive Material wir so dosiert, dass es eine 50% Chance hat, im Zeitintervall t zu zerfallen. Der Geigerzähler wird so mit dem Hammer verbunden, dass, wenn er ausschlägt, der Hammer die Phiole zerstört. Wenn dies geschieht, stirbt die Katze. Die Apparatur muss von dem direkten Zugriff der Katze geschützt werden.

Beobachtung:
sobald man die Kiste nach dem Zeitintervall t öffnet, ist die Katze mit einer 50% Wahrscheinlichkeit entweder tot oder lebendig.
Die Kopenhagen Interpretation
Die Interpretation der vielen Welten
Die Ensemble Interpretation
Anwendung und Erweiterung in der Physik
Bedeutung für die Quantenmechanik
die Katze ist tot
Die Katze Lebt
Schrödingers Katze wirft auch nach vielen Jahren immer noch Fragen auf, die die heutige Quantenmechanik nicht beantworten kann.

Ebenfalls werden grundlegende Probleme der Quantenmechanik einfach und einleuchtend erklärt.




Schrödingers Katze wurde von der Physik erweitert
und wird nun für verschiedene Phänome benutzt.

Ein Beispiel ist der Quantencomputer:
Bits haben 2 Zustände, vereinfacht 0 und 1.
Ein Bit kann immer nur 1 Zustand davon annehmen.
Qubits können sich in einer Superposition befinden.
Hauptproblem: Qubits sind instabil und es ist schwer, mehrere miteinander zu verbinden.
Quantencomputer sind nur für sehr spezielle Anwendungen zu gebrauchen.
Ein anderes Beispiel ist der Doppelspalt:
Um an größeren Molekülen ein Spaltexperiment durchführen zu können, muss man es gegen Wechselwirkungen mit äußeren Einflüssen abschirmen. Die Wechselwirkung wäre so wie das Öffnen der Kiste bei Schrödingers Gedankenexperiment.
In der Quantenoptik wird das gedankliche Konstrukt ebenfalls angewandt.
Man bezeichnet die kohärente Überlagerung zweier kohärenten Zustände, die entgegengesetzte Phasen haben als Katzenzustand.
Dekohärenz
Wellenfunktion kollabiert nicht erst durch einen Beobachter, sondern durch Wechselwirkungen des Systems mit der Umgebung.
Dieser Mechanismus kann quantenmechanisch beschrieben werden.
Die Dekohärenz-Zeit, also die Zeit, die das System zum Kollabieren benötigt, ist umso kürzer, je größer die Masse des Systems ist.
Chaotische Systeme besitzen eine besonders kurze Dekohärenz-Zeit.
Full transcript