Quantenmechanik: Schrödingers Katze - leben wir in einem Multiversum?
Eine Forschungsgruppe der autonomen Universität Barcelona(öffnet im neuen Fenster) hat sich mit einem wesentlichen Problem der Quantenmechanik beschäftigt: Schrödingers Katze - ein Gedankenexperiment von Erwin Schrödinger aus dem Jahr 1935. Dem Team zufolge könnten wir in einem Multiversum leben.
Bei dem Gedankenexperiment ist eine Katze in einer nicht einsehbaren Stahlkammer mit einer radioaktiven Höllenmaschine und einem Fläschchen Giftgas eingesperrt. Wenn das Atom zerfällt, wird durch einen Mechanismus das Giftgasfläschchen zertrümmert.
Die Katze, die zu Beginn noch am Leben war, wäre dann tot. Da aber nicht klar ist, ob sich das Atom in einem Zustand des Zerfalls oder Nicht-Zerfalls befindet, befindet sich die Katze in einem Zustand zwischen lebendig und tot.
Ein eigenes Universum
Die Idee des Forschungsteams beruht weitgehend auf der Annahme, dass jede Möglichkeit eines Quantensystems selbst ein Universum darstellt. Dieses Konzept wird auch als die Viele-Welten-Theorie bezeichnet. Laut der Arbeitsgruppe kann die Katze entweder lebendig oder tot sein, aber nichts dazwischen.
Um diese Unterscheidung in der Realität zu verstehen, muss man sich alle Möglichkeiten der Zustände eines Teilchens als gleichwertig - und damit als eigenes Universum - vorstellen. Von diesen vielen Welten wird nur eine in unsere Welt eingewoben, wenn sie auf unser eigenes riesiges Netzwerk festgelegter Möglichkeiten trifft.
Angesichts der Komplexität des Universums, das Schrödingers Katze umgibt - zu dem etwa die Kiste, Beobachter oder das Gebäude gehören, in dem sie sich befinden -, bedeuten die mit der Zeit schnell wachsenden Interaktionen (zwischen einer Umgebung und den Zuständen lebendig und tot), dass es keine Vermischung der Zustände gibt.
Ein für uns nicht wahrnehmbares Multiversum
Tatsächlich geschieht die Verschmelzung der Welten auf einer so kleinen Ebene, dass relativ wenige Teilchen die Unschärfe eines unentschiedenen Zustands schnell ausbügeln können.
"Da Gegenstände des täglichen Lebens eine große Anzahl von Teilchen enthalten, erklärt dies, warum das Multiversum für uns nicht direkt wahrnehmbar ist" , schreibt das Team in seiner Arbeit.
Zwar können durch diese Theorie einzelne Zustände aus einer Schar unzähliger Möglichkeiten betrachtet werden. Die Erklärung aus Spanien beruht jedoch weiterhin auf der Annahme, dass sich alle Universen auf diese Weise verhalten. Diese Universen berücksichtigen auch nicht die Komplexität der Allgemeinen Relativitätstheorie.
Entsprechend könnte die richtige Kombination verschränkter Zustände immer noch eine Mischung aus einer lebendigen und einer toten Katze hervorbringen. Zumindest ist dies nicht auszuschließen. Außerdem bleibt offen, inwieweit die Quanten-Zufälligkeit einen Einfluss auf eine makroskopische Realität wie unsere Welt ausüben kann. Das Rätsel um Schrödingers Katze bleibt damit ungelöst.
Zur Studie
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht: First Principles Numerical Demonstration of Emergent Decoherent Histories(öffnet im neuen Fenster) .