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Anfänger2
Gast
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 Anfänger2 Verfasst am: 30. Mai 2012 13:51 Titel: Superpositionen wirklich existent? |
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Meine Frage:
Ich habe mal eine Frage zu Superpositionszuständen...
Wenn man ein System hat, welches den Zustand 1 und 0 annehmen kann. Rein zufällig verteilt... Jetzt würde ich nach einer Zeit t den Zustand messen und er wäre 0 oder 1. Das ganze wiederhole ich 100 mal und ich habe nachher 44 mal 0 gemessen und 56 mal 1. Was unterscheidet dieses rein zufällige Ergebnis von einer Superposition die den Zustand 0.44*0 + 0.56*1 besitzt? Warum sollte es überhaupt eine Superposition geben und nicht einfach nur eine Wahrscheinlichkeit? Es gibt ja das Problem des Kollapses der Wellenfunktion bei der Messung des Zustandes. Aber ist das wirklich realistisch? Welche Experimente beweisen das bzw. sind nur durch eine Superposition erklärbar und nicht durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen?
Meine Ideen:
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Rmn
Anmeldungsdatum: 26.01.2010
Beiträge: 473
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| Rmn Verfasst am: 30. Mai 2012 14:24 Titel: |
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Superposition der Zustände tritt schon bei einem einzigen Versuch auf und das lässt sich mit Wahrscheinlichkeit gerade nicht erklären.
| Zitat: | | Welche Experimente beweisen das bzw. sind nur durch eine Superposition erklärbar und nicht durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen? |
Ein einziges Elektron(seine Wellenfunktion), das durch eine Doppelspaltanordnung fliegt, interferiert mit sich selbst. |
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 30. Mai 2012 16:33 Titel: |
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Wieso kann dann gleiches Elektron in einem anderen Experiment mit einem Röntgenphoton kollidieren s. Compton-Effekt?
http://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt Und tut es so als ob seine Masse in einem Punkt wäre?
Wenn das Elektron imstande ist gleichzeitig durch beide Spalte zu gehen, ohne dabei den Steg zwischen den Spalten zu berühren, dann soll diesem möglich sein jedes Röntgenphoton durch sich zulassen, ohne dabei in eine Wirkung mit diesem Photon einzugehen. Entweder befinden sich die Elektronen immer in einem Superposition zustand oder nie.
Oder ist der Superpositionszustand nicht gleichzeitiger Zustand(0 und 1), sondern abwechselnder(0,1,0,1,0,1....)?
Ich hoffe, meine Fragen stören den Anfänger 2 nicht. |
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Gerry
Gast
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| Gerry Verfasst am: 07. Sep 2014 22:48 Titel: |
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Ich weiß der Thread ist Uralt, aber ich hab den grad gefunden und möchte hier antworten:)
| D2 hat Folgendes geschrieben: | Wieso kann dann gleiches Elektron in einem anderen Experiment mit einem Röntgenphoton kollidieren s. Compton-Effekt?
Und tut es so als ob seine Masse in einem Punkt wäre? |
Weil hier das bei der Kollision erzeugende Photon gemessen wird. Sobald dieses gemessen wird, kann man ausrechnen, dass ein elastischer Stoß passiert sein muss (Aus Winkel und Energieverteilung ablesbar). Zudem kann man dann das Elektron messen und es befindet sich ebenfalls an der "richtigen Stelle" für einen Stoß. Würde man nicht nachmessen, so würde sich das Elektron weiter im Superpositionszustand befinden, ebenso das Photon (als elektromagnetische Welle).
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Wenn das Elektron imstande ist gleichzeitig durch beide Spalte zu gehen, ohne dabei den Steg zwischen den Spalten zu berühren, dann soll diesem möglich sein jedes Röntgenphoton durch sich zulassen, ohne dabei in eine Wirkung mit diesem Photon einzugehen. |
Ja, wenn man keine Information in ein anderes System überträgt. Sobald dies passiert, ist der Ort oder der Impuls des Elektrons bekannt, und kann sofort als Teilchen interpretiert werden. Als Formeln lässt sich dies leicht zeigen, aber sich das Stofflich vorzustellen fällt den meisten schwer (Woher weiß eine Welle, wo es zu Materie werden soll).
Übrigens "berührt das Elektron" auch den Steg zwischen beiden Spalten. Dies kann man sich ähnlich einer Schallwelle vorstellen, die gegen die Wand ausgerichtet wird. Nur anstelle von Schall wird die Wahrscheinlichkeitsfunktion des Aufenthaltes des Elektrons übertragen.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Entweder befinden sich die Elektronen immer in einem Superposition zustand oder nie. |
Solange sie keine Informationen in ein anderes System übertragen, sind sie innerhalb dieses Systems immer in Superposition. Ansonsten nicht. Es ist auch möglich, sie von dem Teilchencharakter wieder in den Superpositionszustand zu bringen, wenn Informationen wieder verwischt werden ("Quantenradierer"). Dies lässt sich auch logisch schlussfolgern.
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Oder ist der Superpositionszustand nicht gleichzeitiger Zustand(0 und 1), sondern abwechselnder(0,1,0,1,0,1....)? |
Ansatz ist erstmal interessant.
Dieser Zustand kann man sich eher wie eine Welle vorstellen. Für den Raum also eine Raumwelle, oder eine Blase, welche nur die Wahrscheinlichkeit angibt. Wieso eine ganz bestimmte Lösung bei der "Kollabierung" gewählt wird, ist nicht bekannt. Es wird "reiner Zufall" angenommen. Von der Verteilung her entspricht es exakt den Vorhersagungen der mathematischen Physik. Das ist etwa so, wenn eine Münze (mit n Seiten dann also ein Würfel) geworfen wird, eine Seite muss es treffen. Normalerweise gibt es also unendlich viele Möglichkeiten in einem abgegrenzten Intervall. Deshalb wäre ein abwechselnder Zustand nur ein (anschauliches) Modell für z.B. den Spin (-1/2 und +1/2) bei verschränkten Teilchen etc. Und nicht allgemeingültig (und somit vermutlich ein falscher Ansatz für das Phänomen an sich).
| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Ich hoffe, meine Fragen stören den Anfänger 2 nicht. |
Hoffe ich hab nicht für noch mehr Verwirrung gesorgt  |
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möppi
Anmeldungsdatum: 13.09.2012
Beiträge: 66
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| möppi Verfasst am: 09. Okt 2014 17:05 Titel: |
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Es macht einen gewaltigen Unterschied, ob es um Eigenzustände |0> oder |1> geht, die jeweils mit einer Wahrscheinlichkeit von x und 1-x "erzeugt" werden, oder ob es sich um eine Superposition Psi=sqrt(x)|0>+exp(i*phase)sqrt(1-x)|1> handelt. In einem Fall handelt es sich um ein statistisches "Gemisch" von Eigenzuständen im anderen um einen Überlagerungszustand. Zwar könnten bei einer Messung |a><a| in beiden Fällen die gleichen Wahrscheinlichkeiten rauskommen, aber im allgemeinen nicht bei einer anschließenden zweiten Messung mit einer anderen Observablen. Du kannst es gerne selber durchrechnen, dass in diesem Szenario beide Ansätze unterschiedliche statistische Vorhersagen machen. Mit Psi gerechnet, könnte das Ergebnis 30:70 ergeben, während im ersten Fall sowas wie 50:50 herauskommen könnte. Das kann man durch einfache Experimente nachweisen, in dem man die Raten für beide Ereignisse zählt. Der Interferenzterm macht den Unterschied.
Auf den Doppelspalt-Versuch bezogen macht es ja auch einen Unterschied, ob das Elektron beide Spalte mit jeweils einer Wahrscheinlichkeit von 50% verlässt, oder ob es durch beide gleichzeitig geht und die Wellenfunktion interferiert.
und ja ich bin mir darüber bewusst, dass der Thread veraltet ist. |
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