Kollaps der Wellenfunktion
Wenn ein wissenschaftliches Experiment richtig durchgeführt wird, wird es ein messbares Ergebnis liefern. Zu jedem Zeitpunkt wird sich das System (Experiment) in einem von mehreren möglichen Zuständen befinden. Am Ende wird sich das Experiment in einem Endzustand befinden. Zu jedem Zeitpunkt kann der Zustand des Systems gemessen werden.
In der Quantenmechanik durchgeführte Experimente funktionieren auf die gleiche Weise. Der Unterschied zur klassischen Mechanik besteht darin, dass zu jedem Zeitpunkt mehrere Zustände überlagert (überlappend) sind, um den Zustand zu beschreiben, in dem sich das Experiment befindet. Diese Zustände werden als Eigenzustände bezeichnet. Wie bei der klassischen Mechanik gibt es, wenn eine Messung durchgeführt wird, ein einziges Ergebnis. Dieses Ergebnis ist der Eigenwert eines der Eigenzustände. Dies bedeutet, dass die Messung die verschiedenen möglichen Zustände durch Addition zu einem einzigen Zustand reduziert. Nach der Messung befindet sich das System in dem Zustand, der gemessen wurde. In der Kopenhagener Interpretation wird diese Reduktion als Wellenfunktionskollaps bezeichnet. Der Kollaps ist einer von zwei Prozessen, durch die sich Quantensysteme in der Zeit entwickeln. Der andere ist die kontinuierliche Evolution über die Schrödinger-Gleichung.
Werner Heisenberg gehörte zu den ersten, die diese Situation in einem 1927 veröffentlichten Papier erklärten. Dieses Ergebnis ist umstritten. Erwin Schrödinger benutzte das Gedankenexperiment Schrödingers Katze, um diese Kontroverse zu zeigen.
Fragen und Antworten
F: Was ist das messbare Ergebnis eines ordnungsgemäß durchgeführten wissenschaftlichen Experiments?
A: Das messbare Ergebnis eines ordnungsgemäß durchgeführten wissenschaftlichen Experiments ist der Zustand des Systems zu jedem Zeitpunkt.
F: Wie unterscheidet sich die Quantenmechanik von der klassischen Mechanik?
A: In der Quantenmechanik werden mehrere Zustände überlagert (überlappend), um den Zustand zu beschreiben, in dem sich ein Experiment befindet, während in der klassischen Mechanik nur ein Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessen werden kann.
F: Was passiert, wenn eine Messung durchgeführt wird?
A: Wenn eine Messung durchgeführt wird, gibt es ein einziges Ergebnis, das der Eigenwert eines der Eigenzustände ist. Das bedeutet, dass die Messung die verschiedenen möglichen Zustände auf einen einzigen Zustand reduziert, indem sie addiert werden, und nach der Messung befindet sich das System in diesem einen Zustand, der gemessen wurde.
F: Welcher Prozess reduziert mehrere mögliche Zustände auf einen einzigen Zustand?
A: Der Prozess, bei dem mehrere mögliche Zustände auf einen einzigen Zustand reduziert werden, wird als Wellenfunktionskollaps bezeichnet.
F: Welches sind zwei Prozesse, durch die sich Quantensysteme im Laufe der Zeit weiterentwickeln?
A: Zwei Prozesse, durch die sich Quantensysteme im Laufe der Zeit weiterentwickeln, sind die kontinuierliche Evolution über die Schrödinger-Gleichung und der Kollaps der Wellenfunktion.
F: Wer hat diese Situation in Bezug auf Quantensysteme zuerst erklärt?
A: Werner Heisenberg war einer der ersten, der diesen Sachverhalt in Bezug auf Quantensysteme erklärte. Er veröffentlichte seine Erkenntnisse 1927.
F: Wie hat Erwin Schrödinger diese Kontroverse über den Kollaps der Wellenfunktion nachgewiesen?
A: Erwin Schrödinger nutzte sein Gedankenexperiment namens Schrödingers Katze, um die Kontroverse um den Kollaps der Wellenfunktion zu zeigen.
