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#6 Die verschleierte Quantenwelt

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Re: #9 Das Vakuum bzw. das Nichts

Beitrag von gravi » 19. Okt 2011, 19:04

Skeltek hat geschrieben:... Messen ist ein passiver Vorgang und kein aktiver...
Darf ich da etwas anderer Meinung sein?
Wenn Du auf der Kiste sitzt mit verbundenen Augen, führst Du ja keine Messung (=Beobachtung) durch. Schrödinger war scheinbar doch nicht doof mit seiner Katze - er konnte sie ja auch nicht beobachten (= messen, ob sie schon tot ist).

Wenn ich etwas messen/beobachten möchte, muss ich es z.B. mit Licht/Elektronen/Röntgenstrahlung usw. "bombardieren", ansonsten kann ich nichts messen. Jede Bestrahlung aber mit solchen Wellen/Teilchen beeinflusst aber die Atome/Moleküle des betreffenden Gegenstandes. Zumindest deren äußere Elektronen werden dadurch angeregt (wenn nicht mehr) und befinden sich nicht mehr im "Originalzustand", den ich ja eigentlich erfassen will.

Wir kommen also bei jeder Messung in Kontakt mit der Unschärferelation, denn wenn ich versuche (durch Bestrahlung) den Ort eines Teilches zu bestimmen, verschmiert sofort sein Impuls oder umgekehrt.
Eine Beobachtung/Messung ist demnach stets ein aktiver Vorgang - egal was ich auch anstelle.
Wollte ich jede Beeinflussung ausschließen, müsste ich den Gegenstand in eine vollkommen abgeschirmte Kiste packen, die weder Wärme, Kosmische Strahlung, Magnetfelder, Gravitation....usw. hindurchlässt.

Sorry, wenn ich mal so pingelig bin und vom Thema ein wenig abwich :oops:

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Re: #9 Das Vakuum bzw. das Nichts

Beitrag von Skeltek » 20. Okt 2011, 01:53

Was ist denn der aktive Part, wenn ein Elektron und ein Proton kollidieren? Solange sie nicht kollidiert sind, werden sie kein Photon aussenden, von dem dein Auge getroffen wird. Solange du nicht weißt, ob da ein Proton ist, kannst du auch kein Elektron drauf schießen.

Um ein Proton mit einem Elektron zu beschießen, ist Vorwissen über Ort/Impuls/Existenz des Proton oder Zufall notwendig.
Ist kein Vorwissen vorhanden, ist es Zufall, wovon dein Auge getroffen wird bzw ob das Teilchen überhaupt mit einem Meßteilchen interagiert..
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von seeker » 20. Okt 2011, 09:18

Skeltek hat geschrieben:Was ist denn der aktive Part, wenn ein Elektron und ein Proton kollidieren? Solange sie nicht kollidiert sind, werden sie kein Photon aussenden, von dem dein Auge getroffen wird. Solange du nicht weißt, ob da ein Proton ist, kannst du auch kein Elektron drauf schießen.

Um ein Proton mit einem Elektron zu beschießen, ist Vorwissen über Ort/Impuls/Existenz des Proton oder Zufall notwendig.
Ist kein Vorwissen vorhanden, ist es Zufall, wovon dein Auge getroffen wird bzw ob das Teilchen überhaupt mit einem Meßteilchen interagiert..
Quantenobjekte lassen sich erwiesenermaßen nicht klassich beschreiben.
Ein freies Proton ist ein Quantenobjekt.
Das bedeutet (wegen der Unschärfe), dass bei einem einsamen Proton nicht exakt festgelegt ist, wo es sich befindet und wohin es sich wie schnell bewegt.
Das Universum "weiß" gewissermaßen nicht genau, als nur ungefähr, wo das Proton ist, solange keine Wechselwirkung stattfindet.

Deshalb kannst du auch nicht absichtlich ein Elektron auf ein Proton schießen und vorher schon zu 100% wissen, dass du auch triffst - du kannst nur eine Treffer-Wahrscheinlichkeit angeben. Das ist experimentell und theoretisch nachgewiesen!
So! Wenn jetzt dennoch ein Elektron ein Proton zufällig (und dennoch durch eine berechenbare Wahrscheinlichkeit bestimmt) trifft, dann wird in diesem Augenblick festgelegt, wo das Proton relativ zum Elektron ist, nämlich am selben Ort zur selben Zeit.
Es wird also erst dann eine neue Eigenschaft (exakter Ort) festgelegt, die aber zunächst nur für das System "Proton+Elektron" gilt.
Damit "weiß" aber das restliche Universum immer noch nicht genau, wo die beiden sind.

Erst wenn viele WW mit vielen weiteren Umgebungsteilchen stattfinden bricht die Unschärfe in kurzer Zeit irreversibel zusammen und bildet ein klassisches, makroskopisches System mit der klassischen, fest fixierten Eigenschaft "das Proton war zu dem und dem Zeitpunkt exakt an jenem Ort". (Stichworte: Dekohärenz, Dekohärenzzeit)

Genau das findet bei einer realen Messung statt (denn wir und unsere Messgeräte sind makroskopische Systeme aus vielen Teilchen). Deshalb muss man sagen, dass unser Messvorgang aktiv ist, denn er gibt dem Proton zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Eigenschaft (exakter Ort), die nachweislich ohne Messung gar nicht existiert hätte.
Man sagt deshalb auch: "Die Messung von Quantenobjekten ist präparativ".
Es geht dabei nicht darum ob WIR messen. Die gewöhnliche WW mit der Umgebung (falls vorhanden!) verursacht dasselbe. Ganz allgemein könnte man daher sagen: "Nicht wir messen, sondern das Universum misst (entweder mit/durch uns oder genau so gut auch ohne uns)."

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von gravi » 20. Okt 2011, 19:40

@seeker:
Eigentlich wollte ich ein separates Thema zu Skelteks Frage eröffnen. Da warst Du ein wenig schneller.
Schiebst Du dann bitte auch Skel's Eingangsfrage und meine Antworten hierher? Dann passt es wieder...

Gruß
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von seeker » 20. Okt 2011, 23:47

Alles klar, ist erledigt!
Grüße
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von Skeltek » 21. Okt 2011, 08:03

Es ging mir nur darum, daß viele glauben, daß man beim messen gezielt und aktiv ein ganz bestimmtes Teilchen mit einem anderen beschießt und dann die Reaktion abwartet.
Es besteht zwar eine kausale Schleife im Labor, jedoch ist der Empfang der Reaktion kein aktiver Part.
Selbst wenn sich der Großteil der beschossenen Protonen dazu entschließt, Photonen auf unsese Rezeptoren zu schicken, ist es nicht unsere Entscheidung ob sie bei uns ankommen, sondern liegt ausschließlich in der Gewalt des Zufalls/der Photonen! Das gilt gerade besonders bei Quantensystemen und nicht beim Mechaniker.

Gerade bei Astronomen sollte man sich der Passivität der Informationsaquisition bewusst sein. Gerade hier hat man keinerlei Einfluss darauf, was für Informationen uns erreichen und welche nicht.
Wir können lediglich durch Vorabinformationen die Chance massiv beeinflußenen(im Rahmen unserer Möglichkeiten), welche Informationen uns erreichen können und welche nicht.

Denke mal es ist Definitionssache, ob mit Messen das beschießen, getroffen werden, Informationen aussendens eines Teilchens oder der Aufschlag am Rezeptor, das Augen aufmachen, Auge ausrichtens, Aufnahme der Information, Verarbeitung/Speicherung der Information oder Auftreffen am Zukunftslichtkegel gemeint ist.
Ist das Aufhalten in einem mag. oder el. Feld auch eine Art Messung?

Wenn die Löschung einer Informat4on bereits Auswirkungenen auf das Experiment haben könnte, dann seh ich da dringenden Definitionsbedarf.
Durch das Schließen der Augen kann man dem Zukunftslichtkegel ja nicht entkommen... und man müsste Kontakt mit jedem Ort/Teilchem im Universum verhindern, mit dem das Meßobjekt interagieren/interagiert haben könnte(gravitativ?).
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von gravi » 21. Okt 2011, 19:40

Danke seeker! :well:

Um nochmal zum Messen zurück zu kommen:
Es komt natürlich auch auf die Art der Messung an. Wenn ich die Distanz zu einer Supernova bestimme, wird das den Explosionsherd nur höchst peripher tangieren (man könnte auch sagen, es geht ihm am ... vorbei).
Lege ich aber ein paar Kristalle unter ein Rastertunnelmikroskop, so fließt ein kleiner Strom zwischen Objekt und Abtastspitze. Da werden die Atome des Objekts durchaus beeinflusst. Oder nehmen wir die Röntgenfluoreszenzanalyse (Chemiker kennen die). Hier wird eine Probe durch Röntgen-, Gamma- oder Ionenstrahlung angeregt. Dabei werden kernnahe Elektronen aus dem Atom herausgeschlagen. Elektronen höherer Niveaus können dann "absinken", die freigewordene Energie wird als elementspezifische Fluoreszenzstrahlung zur qualitativen oder quantitativen Analyse verwendet.

Das sind also auch Messungen, und wenn die nicht das zu messende Objekt beeinflussen, fress ich 'ne Katze (aber nur eine halbtote) :wink:

Solche Beispiele gibt es sicher zuhauf, aber das soll erst mal genügen.

Netten Gruß
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 23. Okt 2011, 11:34

Also wir reden doch hier über die Quantenmechanik, dann gehe ich doch davon aus, dass auch das Thema Messprozess in diesen Kontext fällt. Das Thema Messprozess ist in der Quantenmechanik notorisch schwierig, weil man es selbst nur unzureichend quantenmechanisch beschreibt bzw. weil Bohr es explizit nicht-quantenmechanisch definiert hat, aber weil man es dennoch explizit benötigt, um den Kollaps der Wellenfunktion sowie die Grenze zur klassischen Welt zu verstehen bzw. zu definieren. Wir haben es also mit einer Art Axiomatik zu tun,die uns das Leben seit Jahrzehnten schwer macht und von der wir inzwischen glauben, dass sie so nicht zutreffend sein kann (zumindest ist die moderne Sicht der Quantenmechanik eine andere als die von Bohr - und sie erlaubt es uns in Teilen, die von ihm ursprünglich erkannten Probleme ganz anders anzugehen)

Dann reden wir hier über das deSitter-Universum - an sich ja ein faszinierendes Thema - aber doch eigtl. kein quanenmechanisches!

In der ART benötige ich keinen Messprozess; sämtlche Objekte sind immer exakt (ohne Unschärfe) definiert unde existieren für sich; ich benötige keinen Messprozess, um ein klassisches deSitter-Universum zu erhalten. Unabhängig von der Existenz einer Theorie der Quantengravitation kann ich ein klassisches oder ein quantenmechanisches Teilchen in ein deSitter-Universum hineinsetzen und seine Zeitentwicklung oder seine Wechselwirkung mit anderen (klassischen oder quantenmechanischen) Teilchen betrachten. Wenn ich damit nun sozusagen ein komsologisches Experiment mit Photonequellen und -messgeräten aufbaue (keine Supernovae, selbst genaute Geräte, die ich exakt kontrollieren bzw. justieren kann), kann ich die Geometrie des deSitter-Universums (und jedes anderen Universums) exakt vermessen, ohne selbst mit ihm in Wechselwirkung treten zu müssen; das tun die Photonen auf ihrem Weg durch die raumzeit; und durch die Vermessung der Rotverschiebung sowie der Zeitabstände der Photonen erhalte ich ein exaktes Bild der Geometrie.

Daran ist zunächst mal absolut nichts rätselhaftes.

Schaut lieber nochmal auf meinen Eingangspost, darin werden hoffentlich die zentralen Fragen angesprochen. Ich hatte nicht im Sinn, hier über Quantengravitation o.ä. zu reden; das wäre ein separates Thema
Gruß
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 23. Okt 2011, 14:57

Andersherum: Man muss letztlich auch den Messprozess quantenmechanisch definieren bzw. verstehen können, sonst ist die Quantenmechanik genau da unvollständig. Der Anspruch ist ja, dass die Quantenmechanik auch den klassischen Grenzfall und die Messung miteinschließt, dass sie also die umfassende Theorie darstellt. Insofern hat Bohr nicht recht.

Die Dekohärenztheorie versucht genau das zu leisten: eine Erklärung, wie die klassische Welt sozusagen durch eine kontinuierliche Messung eines Quantensystems durch die Umwelt aus der Quantenwelt 'entsteht', wie also der 'Kollaps der Wellenfunktion' quantenmechanisch beschrieben bzw. zumindest motiviert werden kann.

Dazu muss diese Theorie drei Fragen beantworten => evtl. besser in einem separaten Thread, denn dies ist nur wirklich nich 'ganz leicht verständlich'
- wieso entsteht aus einem qm verschränkten Zustand ein klassischer Zustand, der in einer bestimmten Basis eine diagonale Dichtematrix aufweist?
- wieso gibt es eine bevorzugte Basis für diese diagonalen Dichtematrizen, so dass die Lokalisierung des klassischen Zustandes (meist) im Ortsraum auftritt?
- wieso wird genau einer der in dieser Dichtenmatrix möglichen klassischen Zustände realisiert?

Letzteres ist m.E. der 'Kollaps der Wellenfunktion' und ist m.W.n. auch in der Dekohärenztheorie nicht geklärt.

Such mal im Forum unter dem Stichwort Dekohärenz, ich denke, insbs. in : #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt
Gruß
Tom

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 23. Okt 2011, 22:18

Gegenfrage: hast du dir mal die Diskussion (oder Wikipedia) zum Thema "Dekohärenz" durchgelesen?
Gruß
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 24. Okt 2011, 06:58

Die Dekohärenztheorie besagt grob gesprochen, dass die mikroskopischen Verschränkungen in einem Quantenobjekt aufgrund der kontinuierlichen Messung des Quantenobjektes durch seine Umgebung (Luft, Wärmetrahlung,...) und durch die Tatsache, dass diese Umgebunsgfreiheitsgrade sich nicht in einem quantenmechanisch reinen sondern in einem gemischten Zustand befinden in eine makroskopische Verschränkung mit den Umgebungsfreiheitsgraden abwandern. Dadurch verschwinden die inhärent quantenmechanischen Verschränkungen ("Katze lebt und Katze ist tot") und das Quantenobjekt kollabiert sozusagen in einen möglichen makroskopischen Zustand ("Katze lebt" oder eben "Katze ist tot"). Wichtig dabei ist, dass dieser 'Kollaps' nicht wie bei Bohr ein zusätzliches Postulat darstellt und außerhalb der Dynamik der QM stattfindet (nicht-unitäre Zeitentwicklung), sondern dass er selbst ein quantenmechanischer Effekt ist.

Diese Ansätze können quantitativ untermauert werden, d.h. man kann in Modellrechnungen zeigen, dass ein Quantenobjekt tatsächlich aufgrund der Dekohärenz in extrem kurzer Zeit 'klassisch wird'. Dies geschieht umso schneller,je schlechter das Quantenobjekt von seiner Umgebung isoliert ist, d.h. je stärker die Wechselwikung mit den inkohärenten Freiheitsgraden der Umgebung stattfindet, und insbs. je größer das Quantenobjekt tatsächlich ist (da dann eben die Isolierung zunehmend unmöglich wird).

Nochmal zu den drei Fragen:
- wieso entsteht aus einem qm verschränkten Zustand ein klassischer Zustand, der in einer bestimmten Basis eine diagonale Dichtematrix aufweist?
- wieso gibt es eine bevorzugte Basis für diese diagonalen Dichtematrizen, so dass die Lokalisierung des klassischen Zustandes (meist) im Ortsraum auftritt?
- wieso wird genau einer der in dieser Dichtenmatrix möglichen klassischen Zustände realisiert?

Der erste Punkt wird durch meine Aussagen beantwortet; Der zweite Punkt kann m.E. nicht generisch beantwortet werden, dazu ist die genaue Kenntnis des Quantensystems und seines Hamiltonoperators, also seiner Wechselwirkung notwendig. M.W.n. ist aber inzwischne einigermaßen klar, warum letztlich im Ortsraum lokalisierte klassische Objekte entstehen (und keine z.B. im Impulsraum lokalisierten Objekte). Der dritte Punkt bereitet m.W.n. Schwierigkeiten und wird gerne mit der sog. Viele-Welten-Interpretation beantwortet.
Gruß
Tom

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 24. Okt 2011, 11:29

Der klassische Zeigerzustand des Messgerätes entsteht wie gesagt durch die Dekohärenz = die Superposition des kohärenzfähigen qm Zustandes mit der inkohärenten Umgebung. Dazu bedarf es sozusagen einer "Aufspaltung" des Systems in (qm System + Messgerät + Umgebung); letztere wird mangels Wissen als 'inkohärente Umgebung' beschrieben deren exakter qm Zustand prinzipiell existiert aber für uns im Rahmen des Experimentes nicht erfassbar ist (da wir sonst das gesmate Universum exakt erfassen müssten). Das Problem tritt letztlich erst dann wieder in Erscheinung, wenn diese konkrete Aufspaltung anhand eines explizit gegebenen Experiments nicht mehr funktioniert, d.h. wenn wir das gesamte Universum betrachten, also Quantengravitation auf das gesamte Universum anwenden - das tun wir bitte im Rahmen dieses Threads nicht!

In wie weit kennst du dich mit QM und sogenannten Dichtematrizen aus? Ohne diesen Formalismus kommt man da schlecht weiter.
Gruß
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von seeker » 24. Okt 2011, 14:30

positive hat geschrieben:Luft bzw. die Umgebung ist selbst irgendwann mal aus dieser Verschränkung kollabiert und zu dem geworden was wir kennen.
Wenn die Überlagerung von Zuständen durch WW kollabiert ist, dann heißt das für ein Teilchen ja nicht, dass es nicht sofort wieder in eine neue Überlagerung gehen kann.

Ich verstehe das im Momnent so:

Nehmen wir z.B. ein verdünntes Gas. Die mittlere freie Flugzeit der Gasteilchen (Zeit zwischen zwei Stößen) soll z.B. 1 ms betragen.
Wir betrachten ein Teilchen "Ü", das sich in einer QM-Überlagerung befindet. Nun stößt es mit mehreren anderen Teilchen (die ihrerseits mit weiteren Teilchen stoßen), sodass sein Überlagerungszustand in kurzer Zeit zusammenbricht, sagen wir mal in 5 ms.
Danach hat es Glück und stößt 10 ms lang mit keinem Teilchen. Daher geht es in dieser Zeit erneut in einen Überlagerungszustand - oder?

Meine 1. Frage dazu:
Wie lange braucht ein Teilchen eigentlich um erneut wie unscharf zu werden?

2. Frage:
Ein 2. Teilchen stoße genau einmal pro 1ms mit einem anderen Teilchen, sodass es per Dekohärenz scharf wird.
Was ist dann mit dem Teichen zwischen zwei Stößen, in diesem Zeitintervall <1ms? Wird es in dieser Zeit nicht jedesmal wieder unscharf?

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 24. Okt 2011, 16:16

für das Universum als ganzes funkitoniert es nicht, weil du die Trennung in 'System' und 'Umgebung' mit einem partiellen Austracen der Dichtematrix der Umgebung nicht durchführen kannst; das Systemist das Universum, die Umgebung des gesamten Universums ist die leere Menge :-)
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von positronium » 24. Okt 2011, 19:07

Es geht doch nur darum, dass die Unschärfe durch einen Mechanismus zu einem exakten Wert "gebündelt" wird. Ob die Information von einem Beobachter wahr genommen wird oder nicht ist doch irrelevant, bzw. ich sehe den Beobachter als festen Bestandteil des Gesamtsystems. Spricht man ihm eine besondere Rolle zu, geht man in Richtung Glaube, vielleicht sogar Esoterik.

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von rick » 24. Okt 2011, 21:00

Ich glaube mit Beobachter ist in vielen Fällen nicht etwa ein Mensch, sondern auch ein Teilchen oder Photon gemeint, was dann mit den beobachteten Objekt wechselwirkt. Und wenn es davon mehrere gibt umso mehr rückt dann der Zustand dieses Objektes in die klassische Ansicht rein.

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 25. Okt 2011, 09:22

Nochmal, der Formalismus der Dekohärenztherie benötigt keinen bewussten Beobachter, jedoch eine Aufteilung in 'System' und 'Umgebung'
Gruß
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 25. Okt 2011, 20:05

Die typischen Zeitskalen, die man in der Dekohärenztheorie betrachtet, sind wesentlich kürzer; allerdimgs wendet man das auch nicht auf ein einzelnen Teilchen sondern z.B. auf einen Virus an.

Bzgl. des Zerfließens: nehmen wir an, wir haben ein einzelnes, freies Teilchen der Masse m. Dieses Teilchen setzt man als Gaußsche Funktion mit einer bestimmten Breite Δ an. Dieses Wellenpaket kann man als Überlagerung von ebenen Wellen ansehen, und deren Zeitentwikclung kennt man. Man berechnet als die Zeitentwicklung dieser einzelnen ebenen Wellen, berechnet dann für beliebige Zeiten t deren Überlagerung und berechnet die Breite Δ(t). Man findet

Gruß
Tom

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von seeker » 27. Okt 2011, 00:56

Was bedeutet das nun, Tom?

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von tomS » 27. Okt 2011, 01:28

Das bedeutet, dass für genügend große Zeiten ohne Wechselwirkung die Breite eines Wellenpaketes linear mit der Zeit zunimmt.
Gruß
Tom

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von Fuzzlix » 2. Nov 2011, 06:07

Ich habe über Tom's Doppelspaltexperiment, im besonderen über 7.) nachgedacht. Wenn ich es richtig verstanden habe dann ist es doch so: Wenn ich Elektron-2 zwinge, sich wie ein Teilchen zu verhalten, so muss dies auch Elektron-1 tun? Damit könnte ich dann durch Manipulation am Elektron-2 den Zeitpunkt bestimmen, wann Elektron-1 sich Teilchenartig zeigt. Das sollte im allgemeinen keine sichtbare Wirkung auf Elektron-1 sein, da Welle und Teilchencharakter nur 2 verschiedene Beschreibungen der gleichen Quanten-Wesensart sind. Habe ich das soweit richtig verstanden?

Wenn das so ist, dann könnte man ja Elektron-2 dazu zwingen, sich teilchenartig zu verhalten, genau zu dem Zeitpunkt zu dem Elektron-1 den Doppelspalt passieren muss. Damit würden wir Elektron-1 zwingen, sich einen Spalt auszusuchen ... oder gegen die Doppelspaltplatte zu knallen? Wie groß oder wie klein ist der Abstand vor und nach der Doppelspaltplatte, wo wir den Teilchencharakter sehen und ist der Übergang schlagartig oder fliesend?

Euer Fuzzlix.
Sagt das eine Nichts zum anderen "Ich bin nicht du."

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von seeker » 2. Nov 2011, 09:25

Herzlich willkommen hier!

Ich habe deine Frage noch nicht ganz verstanden.
Es ist ja immer nur ein Elektron gleichzeitig in der Apparatur unterwegs. Was meinst du mit "Elektron-1" und "Elektron-2"?
Kannst du uns das noch genauer erklären?

Grundsätzlich ist es aber bei solchen Experimenten meistens so, dass die Ergebnisse normalerweise statistischer Natur sind und ein gewisses "Grundrauschen" haben.
Das bedeutet: Wenn man viele Elektronen (eins nach dem anderen) durch die Apparatur schickt, erhält man die besagten Messergebnisse als statistisch relevante Verteilung, die sich deutlich genug vom Grundrauschen trennen/unterscheiden lässt. Tut sie das nicht, ist das Experiment misslungen und muss verbessert aufgebaut werden.
Man hat also auch mit Messfehlern zu leben, aus denen man das eigentliche Signal (Messergebnis: "Welle oder Teilchen?") herausfiltern muss.
Es ist bei den meisten Experimenten nicht so, dass man bei einem bestimmten Elektron schon vorher sagen kann, dass es die Apparatur überhaupt durchqueren wird und auch detektiert wird. Normalerweise wird nur ein Teil der Elektronen (die einzeln losgeschickt werden) auch detektiert. Der Rest geht irgendwo schon vor dem Detektor verloren (bleibt z.B. am Doppelspalt hängen) oder entgeht diesem (-> Empfindlichkeit des Detektors). Außerdem ist es auch nicht von vorneherein klar, wann genau ein spezielles Elektron emittiert wird. Man kennt aber das statistische zeitliche Mittel davon. Auch dieser Umstand hat mit Quanteneigenschaften zu tun.

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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von gravi » 2. Nov 2011, 19:00

Hallo Fuzzlix,

auch von mir ein herzliches Willkommen.
Soviel ich von der Quantenwelt verstehe (viel ist das allerdings nicht :( ), lässt sich ein Teilchen wie des Elektron zu gar nichts zwingen (vielleicht mit einer Ausnahme). Es geht durch den Spalt wie es ihm gerade in den Sinn kommt, oder auch nicht. Oder geht rechts oder links dran vorbei oder an beiden Seiten gleichzeitig. Wenn Du es als Teilchen "bearbeiten" möchtest ist es vielleicht lieber gerade eine Welle und umgekehrt. Das ist ja das Verrückte an der Quantenwelt.

Ein Elektron kann ich aber doch zu etwas zwingen, nämlich wenn es mit einem anderen verschränkt ist. Wenn ich dann z.B. den Spin beim Elektron 1 ändere, muss das andere zwangsläufig auch seinen Spin ändern.

Gruß gravi
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von Fuzzlix » 2. Nov 2011, 19:49

Ja vieleicht habe ich mich ungenau ausgedrückt. Ich meinte natürlich 2 miteinander verschränkte Elektronen. Wir können auch gerne Photonen nehmen. Hauptsache der eine Verschränkungspartner geht Richtung Doppelspalt und interferiert mit sich selbst und der andere geht in eine andere Richtung wo er manipuliert werden kann. Wir können auch gerne einen ganzen Strahl nehmen. Dann sollte sich auf einem Detektor hinter dem Doppelspalt das bekannte Interferenzmuster ergeben. Die Frage war nun, was mit dem Interferenzmuster passiert, wenn wir die Verschränkungspartner zwingen sich als Teilchen zu manifestieren zu einem Zeitpunkt wo ihr Verschränkungspartner durch den Doppelspalt muss? Vieleicht drücke ich mich wirklich etwas schwehrfällig aus. Ich kann auch gerne einmal das ganze skizzieren wie ich mir das vorstelle.

Eventuell habe ich das mit der Verschränkung auch noch nicht ganz verstanden. Ist nur eine einzige Quanteneigenschaft verschränkt oder mehrere?

p.s. Möglicherweise liege ich auch einfach mit meiner Anfangsannahme falsch: Teilchen-/Wellencharakter ist ja keine Quanteneigenschaft wie Spin, Impuls, Ort, usw. Richtig?

Fuzzlix.
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Re: #6 Die verschleierte Quantenwelt

Beitrag von seeker » 3. Nov 2011, 09:26

Ach so!
Nun, man hat die Verschränkung in sehr vielen Experimenten untersucht und man musste sich folgender Erkenntnis stellen:

Wenn zwei Teilchen verschränkt sind, dann hat man gar nicht mehr zwei einzelne Teilchen, sondern buchstäblich EIN EINZIGES Teilchen, das an mehreren Orten gleichzeitig ist (so lange die Verschränkung besteht).

Du wirst kein Experiment finden, das etwas anderes sagt.
Die QM verbietet außerdem Wellencharakter und Teilchencharakter an einem einzigen Teilchen zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt gleichzeitig mit beliebig hoher Genauigkeit zu nachzuweisen.

Davon ausgehend lässt sich deine Frage so beantworten:
Entweder misst du zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt den Wellencharakter an beiden Teilchen oder den Teichencharakter an beiden Teilchen oder du misst Mist, also ein unspezifisches Rauschen oder du misst beide untersuchte Eigenschaften mit einer der Heißenbergschen Unschärferelation folgenden Ungewissheit bzw. Unschärfe (z.B. Ort und Impuls).

Wenn du dein Experiment sehr genau und gewissenhaft duchführst (zeitgleiche Messung an beiden Quantenobjekten, die in Wahrheit nur EIN Quantenobjekt sind), wird es am ehesten das Letztere sein: Du misst sowohl Ort (an Teilchen A) als auch Impuls (an Teilchen B) unscharf.

Zu berücksichtigen wäre dabei auch das schon in meinem letzten Beitrag Gesagte: Man hat in realen Experimenten mit Ungewissheiten, statistischen Verteilungen und Messfehlern zu kämpfen.

Was aber in speziellen Experimenten möglich ist, ist z.B. an ein und demselben Teilchen zuerst den Wellencharakter zu messen und zu einem späteren Zeitpunkt den Teilchencharakter nachzuweisen.
Teilchen-/Wellencharakter ist ja keine Quanteneigenschaft wie Spin, Impuls, Ort, usw. Richtig?
Nee, wenn man "Wellen- oder Teichencharakter" sagt, dann bezieht man sich in einer umgangssprachlichen Weise eigentlich auf Quanteneigenschaften.

Grüße
seeker
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