Erwin Schrödinger und das Schrödinger-Katzenexperiment

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (* 12. August 1887 in Wien) war ein Physiker, der bahnbrechende Arbeiten in Quantenmechanik, ein Feld, das untersucht, wie sich Energie und Materie auf sehr kleinen Längenskalen verhalten. 1926 entwickelte Schrödinger eine Gleichung, die vorhersagte, wo sich ein Elektron in einem Atom befinden würde. Im Jahr 1933 erhielt er eine Nobelpreis für diese Arbeit zusammen mit dem Physiker Paul Dirac.

Schnelle Fakten: Erwin Schrödinger

Schrödinger ist vielleicht im Volksmund bekannt für „Schrödingers KatzeEin Gedankenexperiment, das er 1935 entwickelte, um Probleme mit einer gemeinsamen Interpretation der Quantenmechanik zu veranschaulichen.

Schrödinger war das einzige Kind von Rudolf Schrödinger - einem Fabrikarbeiter aus Linoleum und Wachstuch erbte das Geschäft von seinem Vater - und Georgine, der Tochter eines Chemieprofessors von Rudolfs. Schrödingers Erziehung betonte die kulturelle Wertschätzung und den Fortschritt in Wissenschaft und Kunst.

Schrödinger wurde von einem Tutor und von seinem Vater zu Hause unterrichtet. Im Alter von 11 Jahren trat er in das Akademische Gymnasium in Wien ein, eine Schule mit Schwerpunkt auf klassischer Aus- und Weiterbildung in Physik und Mathematik. Dort lernte er gerne klassische Sprachen, fremde Poesie, Physik und Mathematik, hasste es jedoch, sich das zu merken, was er als „zufällige“ Daten und Fakten bezeichnete.

Schrödinger setzte sein Studium an der Universität Wien fort, in das er 1906 eintrat. 1910 promovierte er in Physik unter der Leitung von Friedrich Hasenöhrl, den Schrödinger als einen seiner größten intellektuellen Einflüsse ansah. Hasenöhrl studierte am Physiker Ludwig Boltzmann, einem renommierten Wissenschaftler, der für seine Arbeit in bekannt ist Statistische Mechanik.

Nach seiner Promotion arbeitete Schrödinger als Assistent von Franz Exner, einem weiteren Schüler von Boltzmann, bis zu Beginn des Entwurfs Erster Weltkrieg.

1920 heiratete Schrödinger Annemarie Bertel und zog mit ihr nach Jena, um als Assistentin des Physikers Max Wien zu arbeiten. Von dort aus wurde er in kurzer Zeit Fakultät an einer Reihe von Universitäten und wurde zunächst Junior Professor in Stuttgart, dann ordentlicher Professor in Breslau, bevor er als Professor an die Universität Zürich wechselte 1921. Schrödingers folgende sechs Jahre in Zürich waren einige der wichtigsten in seiner beruflichen Laufbahn.

An der Universität Zürich entwickelte Schrödinger eine Theorie, die das Verständnis der Quantenphysik erheblich erweiterte. Er veröffentlichte eine Reihe von Artikeln - ungefähr eine pro Monat - über Wellenmechanik. Insbesondere das erste Papier „Quantisierung als Eigenwertproblem"führte ein, was als das bekannt werden würde Schrödinger-Gleichung, jetzt ein zentraler Bestandteil der Quantenmechanik. Für diese Entdeckung erhielt Schrödinger 1933 den Nobelpreis.

Schrödingers Gleichung beschrieb mathematisch die "wellenförmige" Natur von quantenmechanischen Systemen. Mit dieser Gleichung bot Schrödinger eine Möglichkeit, nicht nur das Verhalten dieser Systeme zu untersuchen, sondern auch vorherzusagen, wie sie sich verhalten. Obwohl es viele anfängliche Debatten darüber gab, was Schrödingers Gleichung bedeutete, interpretierten Wissenschaftler sie schließlich als die Wahrscheinlichkeit, irgendwo im Raum ein Elektron zu finden.

Schrödinger formulierte dieses Gedankenexperiment als Antwort auf die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik, die besagt, dass ein von der Quantenmechanik beschriebenes Teilchen in allen möglichen Zuständen gleichzeitig existiert, bis es beobachtet wird und gezwungen ist, einen Zustand zu wählen. Hier ein Beispiel: Stellen Sie sich ein Licht vor, das entweder rot oder grün leuchten kann. Wenn wir nicht auf das Licht schauen, nehmen wir an, dass es beide rot ist und Grün. Wenn wir es jedoch betrachten, muss sich das Licht dazu zwingen, entweder rot oder grün zu sein, und das ist die Farbe, die wir sehen.

Schrödinger stimmte dieser Interpretation nicht zu. Er schuf ein anderes Gedankenexperiment namens Schrödingers Katze, um seine Bedenken zu veranschaulichen. Im Schrödinger-Katzenexperiment wird eine Katze in eine versiegelte Box mit einer radioaktiven Substanz und einem giftigen Gas gegeben. Wenn die radioaktive Substanz zerfällt, wird das Gas freigesetzt und die Katze getötet. Wenn nicht, wäre die Katze am Leben.

Da wir nicht wissen, ob die Katze lebt oder tot ist, wird dies berücksichtigt beide lebendig und tot, bis jemand die Schachtel öffnet und selbst sieht, wie der Zustand der Katze ist. So hat jemand einfach durch einen Blick in die Kiste die Katze auf magische Weise lebendig oder tot gemacht, obwohl dies unmöglich ist.

Schrödinger hinterließ nicht viele Informationen über die Wissenschaftler und Theorien, die seine eigene Arbeit beeinflussten. Historiker haben jedoch einige dieser Einflüsse zusammengesetzt, darunter:

• Louis de Broglie, ein Physiker, führte das Konzept von „Angelegenheit Wellen. "Schrödinger hatte de Broglies These sowie eine Fußnote von gelesen Albert Einstein, die positiv über de Broglies Arbeit sprachen. Schrödinger wurde auch gebeten, die Arbeit von de Broglie auf einem Seminar zu diskutieren, das sowohl von der Universität Zürich als auch von einer anderen Universität, der ETH Zürich, veranstaltet wurde.
• Boltzmann. Schrödinger betrachtete Boltzmanns statistische Herangehensweise an die Physik als seine "erste Liebe in der Wissenschaft", und ein Großteil seiner wissenschaftlichen Ausbildung folgte der Tradition von Boltzmann.
• Schrödingers frühere Arbeiten zur Quantentheorie von Gasen, in denen Gase aus quantenmechanischer Sicht untersucht wurden. In einer seiner Arbeiten zur Quantentheorie von Gasen, "Über Einsteins Gastheorie", wandte Schrödinger de Broglies Theorie auf Materiewellen an, um das Verhalten von Gasen zu erklären.

1933, im selben Jahr, in dem er den Nobelpreis gewann, trat Schrödinger von seiner Professur an der Universität zurück Berlin, dem er 1927 beigetreten war, als Reaktion auf die Übernahme Deutschlands durch die Nazis und die Entlassung von Juden Wissenschaftler. Anschließend zog er nach England und später nach Österreich. 1938 marschierte Hitler jedoch in Österreich ein und zwang Schrödinger, heute ein etablierter Anti-Nazi, nach Rom zu fliehen.

1939 zog Schrödinger nach Dublin, Irland, wo er bis zu seiner Rückkehr nach Wien 1956 blieb. Schrödinger starb am 4. Januar 1961 in Wien, der Stadt, in der er geboren wurde, an Tuberkulose. Er war 73 Jahre alt.

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