Superpositie van kwantumtoestanden - Schrödingers kat
Een groot verschil tussen de klassieke fysica en kwantummechanica is dit: determinisme tegenover probabilisme.
Determinisme
Als we bijvoorbeeld de spin van een elektron bekijken,
zegt men in de klassieke fysica dat het spin-up of spin-down is. Het moet één van de twee zijn.
Probabilisme
In de kwantummechanica zegt men dat het beide kan zijn met elk een bepaalde waarschijnlijkheid.
Het elektron heeft, met even grote waarschijnlijkheid, spin-up en spin-down. Beide tegelijkertijd.
We weten pas welk van de twee als we de spin meten. Door te meten zal het elektron een van de twee spintoestanden – up of down – aannemen.
Het meten beïnvloedt dus de toestand van het elektron. Pas dan kunnen we zeggen dat het of spin-up of spin-down is.
Tot de meting “heeft het elektron beide spins”. De spin van een elektron is een toestand (die “up” of “down” kan zijn).
De superpositie van de spintoestand is “het bezitten van beide spintoestanden tegelijkertijd”.
Erwin Schrödinger wou aantonen hoe absurd het was om dit idee te proberen begrijpen in onze wereld.
Dit deed hij via zijn gekende gedachten-experiment “de kat van Schrödinger”.
Stel: je stopt een kat in een doos. In de doos zit ook een radioactief deeltje.
Als dit deeltje vervalt, komt er een hamer los die een buisje gif kapot slaat.
Dan gaat de kat dood. Vervalt het niet, dan komt de hamer niet los en blijft de kat leven.
Radioactief verval is een voorbeeld waarbij de superpositie van de toestanden “vervallen” en “niet vervallen” geldt.
Het is even waarschijnlijk dat het deeltje vervalt als dat het niet vervalt.
Het deeltje is aan het einde van het experiment dus zowel vervallen als niet vervallen, beide tegelijkertijd.
Daaruit zou je kunnen besluiten dat de kat zowel dood als levend is. Tot je de doos opent, want dan kan je het gewoon zien.
