Schrödingers Katze
Schrödingers Katze ist ein berühmtes Gedankenexperiment, das ein mikroskopisches Quantenereignis mit einem makroskopischen Ergebnis verbindet. Dieses Experiment verwendet den Quanten-Zufallszahlengenerator, um den Zerfallszeitpunkt eines einzelnen Rubidium-82-Kerns zu simulieren, der darüber entscheidet, ob eine virtuelle Katze leben oder sterben wird.
Was Sie sehen
Die Box unten enthält eine virtuelle Katze und ein radioaktives Gerät, das giftiges Gas freisetzt, wenn ein einzelner Rubidium-82-Kern zerfällt. Seine Halbwertszeit beträgt 75 Sekunden. Während die Box geschlossen ist, wird die Katze als in einer Superposition von lebendig und tot behandelt, und die Anzeige zeigt die sich ändernden Wahrscheinlichkeiten beider Ergebnisse. Nach 75 Sekunden öffnet sich die Box automatisch und zeigt, ob die Katze lebendig oder tot ist.
Quellen: vecteezy.com (lebende Katze) · vecteezy.com (tote Katze)
- Zeit bis zum automatischen Öffnen
- 75.0 Sekunden
- Verstrichene Zeit beim Öffnen
- ---
- Wahrscheinlichkeit lebendig
- 100.0%
- Wahrscheinlichkeit tot
- 0.0%
Was ist hier quantenphysikalisch?
Schrödingers Katze ist ein Gedankenexperiment, das erstmals 1935 von dem berühmten österreichischen Physiker Erwin Schrödinger vorgeschlagen wurde. Es verdeutlicht die seltsamen Folgen der Anwendung der Quantenmechanik auf Alltagsgegenstände. Eine Katze wird zusammen mit einem radioaktiven Atomkern, einem Detektor und einem Mechanismus, der beim Zerfall des Atomkerns Gift freisetzt, in eine verschlossene Kiste gesetzt. Nach der Quantentheorie befindet sich der Atomkern vor der Messung in einer Überlagerung aus zerfallenem und nicht zerfallenem Zustand. Da der Detektor und das Gift mit ihm verbunden sind, wird das gesamte System einschließlich der Katze mit diesem Quantenereignis verschränkt, sodass die Katze sowohl lebendig als auch tot ist, bis die Kiste geöffnet wird.
Diese Simulation verwendet Rubidium-82, dessen Halbwertszeit (die Zeit, nach der es mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% zerfallen ist) etwa 75 Sekunden beträgt. Echtes Rubidium-82 ist nicht vorhanden. Der Quanten-Zufallszahlengenerator (QRNG) liefert tatsächlich quantenmechanisch erzeugte Zufallsdaten, die von der Software in die Zerfallszeit eines simulierten Rubidium-82-Atomkerns umgewandelt werden. Kurze Zerfallszeiten sind wahrscheinlicher als lange und folgen demselben exponentiellen Wahrscheinlichkeitsgesetz wie echter radioaktiver Zerfall. Zerfällt der simulierte Atomkern, bevor die Kiste geöffnet wird, stirbt die Katze; andernfalls bleibt sie am Leben. Nach einer Halbwertszeit haben beide Ergebnisse eine Wahrscheinlichkeit von 50 %. Das Quantenelement ist hier somit die physikalische Zufallsquelle des QRNG; die Katze und der radioaktive Zerfall sind eine aus dessen Ausgabe erzeugte Visualisierung.
Über das Experiment
- Standort
- Bladel, Niederlande
- Experimenttyp
- QRNG-gesteuerte Simulation
- Zufallsquelle
- Crypta Labs Cicada 0.5 USB QRNG
- Quantenquelle
- Photonen-Schrotrauschen
- Simulierter Kern
- Rubidium-82
- Halbwertszeit
- 75 Sekunden
- Zerfallszeit
- Simuliert aus der physischen Quantenzufälligkeit, die vom QRNG bereitgestellt wird