Interferenz im Doppelspalt eine Folge der Energiequantelung?

MrConfused · Gast

Meine Frage:
Kann die im Doppelspalt beobachtete Interferenz eine Folge der Energiequantelung sein? Wenn ich es richtig gelesen habe gibt es ja auch (unter bestimmten Umständen) ein Interferenzmuster, wenn man Elektronen auf einen Einzelspalt schießt... Ist es somit nicht möglich, dass die "Ablenkung" der Elektronen eine Folge der Wechselwirkung zwischen Spalt und Elektron darstellt? Ich kann mich mit dem anderen Modell (Superpositionsprinzip und Zusammenbruch des Zustandes durch Beobachtung) nicht so ganz anfreunden...

Meine Ideen:
danke für die Hilfe

Uriezzo · Anmeldungsdatum: 15.09.2011 Beiträge: 281 Wohnort: Großostheim

Mit Energiequantelung hat das Interferenzmuster am Doppelspalt (b.z.w. Einzelspalt) sicherlich nichts zu tun. Welche Energie sollte denn Deiner Meinung nach gequantelt sein? Die der Elektronen?

Das Superpositionsprinzip ist ein sehr grundlegendes Prinzip der Quantenmechanik und als solches zig Mal experimentell bestätigt. Du wirst Dich also wohl oder übel damit anfreunden müssen (solange Du keine Theorie hast die die Beobachtungen besser erklärt als die aktuelle QM).

Was den Zusammenbruch der Wellenfunktion anbelangt, ist unter den Physikern umstritten, in wiefern ein solcher Zusammenbruch wirklich stattfindet. Einige Interpretationen der Quantenmechanik kommen ohne einen solchen Zusammenbruch aus. Dazu gehört insbesondere die Minimal Statistical Interpretation: Bei dieser Interpretation stellt die Wellenfunktion immer ein Ensemble gleichartig präparierter Teilchen dar (und nicht ein einzelnes). Mit Hilfe des Dichteoperatorformalismus lassen sich die beobachteten Übergänge dann einfach berechnen, ganz ohne dass da etwas zusammenbricht. Tanzen

Näheres dazu findest Du im Lehrbuch zur Quantenmechanik von Ballantine ("Quantum mechanics").

MrConfused · Gast

und was ist deine Meinung dazu? Gibt es den Kollaps der Wellenfunktion (instantan?)
Wenn sich ein System tatsächlich in einem Superpositionszustand befindet und man den Zustand misst, was passiert dann?
Wird diese "Interferenz" des Superpositionszustandes dann durch die Messung zerstört? Bei 2 verschränkten Systemen bedeutet das dass das zweite Teilchen schneller als Lichtgeschwindigkeit vom Zustand des ersten "erfährt"?

Wo wurde das Superpositionsprinzip Beispielsweise direkt experimentell bestätigt? Das geht doch gar nicht, oder doch?

Uriezzo · Anmeldungsdatum: 15.09.2011 Beiträge: 281 Wohnort: Großostheim

Ich bin der Meinung, dass ich über die physikalische Wirklichkeit nur die Aussagen machen kann, die ich auch nachprüfen, also mit Experimenten nachtesten kann. Nachmessen im Sinne der Quantenmechanik kann ich nur die Betragsquadrate der Übergangsamplituden. Die kann ich experimentell verifizieren. Das Modell dahinter lässt sich nicht direkt verifizieren, sondern nur indirekt, eben über diese Übergangswahrscheinlichkeiten. In diesem Sinne ist auch das Superpositionsprinzip experimentell bestätigt. Das gilt aber analog für alle anderen physikalischen Modelle.

Natürlich kann ich auch die Auffassung vertreten, dass das Modell schlecht sei und durch ein besseres ersetzt werden müsse, vielleicht eines ohne Superpositionsprinzip. Nur dann muss ich so ein Modell erstmal vorweisen können. So einfach ist das nicht. Die QM ist so alt und so oft durchdacht und so oft auf die Probe gestellt, dass man sie als gut gefestigt ansehen kann. Solange keine neuen experimentelle Resultate in ganz andere Richtungen weisen, wird sich da wenig tun.

Und was den Kollaps der Wellenfunktion anbelangt, ist er Teil der Deutung und Interpretation des Modells oder der Theorie. Er ist - anders als das Superpositionsprinzip - nicht eigentlicher, unabdingbarer Bestandteil der Theorie.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18079

Kurze Anmerkung: es gibt im Rahmen der QM für freie Teilchen keine Energiequantelung; jede beliebige Energie ist möglich. Lediglich bei gebundenen Teilchen liegt ein quantisiertes Energiespektrum vor.

Was quantisiert ist ist die Wirkung = Energie * Zeit, aber das ist hier irrelevant.

Interferenz am Doppelspalt kann mit klassischen el.-mag. Wellen ohne jegliche Anwendung der QM beschrieben und experimentell überprüft werden.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18079