Doppelspaltexperiment und Messen

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

Hallo!

Ich bin neu hier und möchte mich in meinem ersten Treat erstmal kurz vorstellen: Ich heiße Kay bin 37 Jahre alt, kein Wissenschaftler sondern aus einer ganz anderen Branche, dem öffentlichen Dienst. Auf das Thema Quantenphysik und Bewusstsein bin ich über den Roman "Das verlorene Symbol" von Dan Brown gekommen und bin seitdem im Internet am recherchieren. Das Buch kann ich übrigens sehr empfehlen.

Nun zur Einleitung meiner Frage:
Das Doppelspaltexperiment:
http://www.youtube.com/watch?v=h9X5OMTetqI

Das delayed choice Quantum eraser Experiment:
http://www.youtube.com/watch?v=OGtPl_QPR-A

Zwei Artikel über die "virtuelle Realität"- Theorie:
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Leben-wir-in-einer-Computersimulation-1767578.html
http://www.heise.de/tp/artikel/25/25303/1.html

Nun geht es mir bei meinen Recherchen um eine ganz spezielle Aussage eines gewissen "Thomas Campbell" in diesem Video:
http://www.youtube.com/watch?v=GG70s2zaq60

Er sagt es im Video bei Minute 7:45 "Ich weiß es nicht, ob es durch Zufall war....man ließ in einem Fall die Detektoren laufen, aber die Messdaten, die die Detektoren lieferten wurden nicht aufgezeichnet.....die erfassten Daten liefen ins Leere und waren verloren..... so als wenn man aufzeichnet, aber es war kein Band eingelegt....."

Meine Frage bezieht sich genau auf diese Aussage. Denn bei Physikern gehen hier die Meinungen auseinander.
-Die einen sagen: "Es reicht aus, dass gemessen wird, um die Welle kollabieren zu lassen, es ist nicht relevant, dass eine Aufzeichnung stattfindet." Das würde aber der Aussage Campbells widersprechen.
-Die anderen sagen: "Es muss eine Information vorliegen, durch welchen Spalt das Teilchen geflogen ist. Erst wenn man weiß oder erst wenn die Möglichkeit besteht, zu erfahren, durch welchen Spalt es geflogen ist, kollabiert die Welle." Das würde bedeuten, dass Campbell mit seiner Aussage Recht hat.

Also meine Frage:
Kollabiert die Welle, wenn die Detektoren an sind, die Informationen aber ins Leere laufen?

Ich hoffe, dass mir ein Physiker antworten kann, der seine Antwort auf eigene Erfahrungen stützen kann. Aber natürlich freue ich mich über jede Meinung.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18007

Ich denke, das "Quantum Eraser Experiment" zeigt, dass nach Auslöschen der Information die Interferenzfähigkeit erhalten bleibt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_eraser_experiment

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

Noch einer, der nicht schlafen kann.....

So interpretiere ich das auch. Also wenn keine Möglichkeit besteht je zu erfahren, was die Detektoren gemessen haben, dann entsteht ein Interferenzmuster.

Unter Annahme dieser Voraussetzungen ergibt sich bei mir folgende Frage:
Was geschieht, wenn zwischen den Detektoren und der Aufzeichnung eine zeitliche Verzögerung eingebaut wird. Sie soll so konzipiert sein, dass es erst nach 2 Minuten möglich ist zu erfahren, welchen Spalt das Teilchen genommen hat.
Nun, als Ergebnis erwarte ich, dass die Welle kollabiert. Ich vermute, dass Kausalität hier keine Anwendung findet. Ich kann das nicht begründen, aber ich vermute, dass das Teilchen "weiß", dass in zwei Minuten aufgezeichnet wird und es entscheidet sich für einen Spalt.

Wieder unter der Annahme dieser Voraussetzung:
Wenn nun ein Beobachter (Mensch) sich fest vornimmt, bereits nach 1 Minute, den Stecker zu ziehen, was dann? Die Entscheidung ob der Stecker gezogen wird oder nicht, trifft der Mensch dann, nachdem das Teilchen den Doppelspalt und Detektor passiert hat aber noch bevor eine Aufzeichnung stattfindet.
Die Zeit von 2 Minuten sei hier nur beispielhaft.

Ich weiß es klingt verrückt. Die Idee schwirrt mir die ganze Zeit schon durch den Kopf. Ich habe schon gegoogelt, ob das schon versucht wurde.... aber ich vermute, dass der Mensch alleine durch seine Vorstellung, den Stecker zu ziehen, bevor es zu einer Aufzeichnung kommt, Einfluss darauf nimmt, ob sich ein Teilchen wie eine Welle oder wie Materie verhält.

Ich würde das gerne selbst versuchen. Leider habe ich keine Elektronenkanone und Detektoren zur Hand. ....

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8575

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8575

Kurzfassung:
Entweder man misst durch welchen Spalt das Photon ging, dann gibt es kein Interferenzmuster, oder man misst es nicht, dann gibt es eins. Es gibt bisher kein Experiment, das einem erlauben würde die Entscheidung über diese Möglichkeit während des Experimentes bewusst zu ändern.

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

Also nochmal zu meinem Verständnis und Ablauf des Doppelspaltexperiments:

1. Es wird am Spalt mittels Detektoren gemessen, durch welchen Spalt ein Teilchen geht.
2. Die Detektoren übermitteln die INFORMATION an ein Medium.
3. Es ist NICHT notwendig, dass das Medium vom Beobachter ausgelesen wird.
Allein das Vorhandensein der Information reicht aus, um die Welle zum Kollabieren zu bringen.

Zur Aussage von jh8979: "In jedem Fall, ist es nicht richtig, dass gemessen wird durch welchen Spalt das Photon geht und dann einfach auf die Aufzeichnungen geguckt wird oder auch nicht.
".
Nochmal meine Vorstellung: Es wird gemessen mit Detektoren, die Information über das Teilchen muss vorhanden sein. Es ist nicht erforderlich, dass die Information dem Beobachter bekannt ist.
Es reicht, dass die Möglichkeit besteht, sich die Information zu verschaffen.

Wenn ich das so richtig verstanden habe, dann gilt doch meine oben angeführte Annahme:

Variante 1:
1. Angenommen, wir stellen das Medium auf den Mond.
2. Wir starten das Experiment. Das Elektron ist unterwegs zum Doppelspalt.
3. Die Detektoren erfassen das Elektron und senden die Information zum Mond.
4. Noch BEVOR die Information am Medium auf dem Mond angekommen ist, entsteht an der Rückwand ein Abbild des Doppelspalts und kein Interferenzmuster.
Ich nehme an, dass die Welle kollabiert, weil es vielleicht schon genügt, dass in der Zukunft aufgezeichnet wird.

Variante 2:
1. Medium auf dem Mond
2. Wir starten das Experiment. Das Elektron ist unterwegs zum Doppelspalt.
3. Die Detektoren erfassen das Elektron und senden die Information zum Mond.
4. Noch BEVOR die Information am Medium ankommt, nehme ich mir vor, dass Medium auszuschalten.
5. Auf der Rückwand entsteht ein Interferenzmuster. Vielleicht entsteht das Interferenzmuster auch schon, bevor ich den Strom abschalte?!
Nur die Tatsache, dass ich das Medium abschalten werde lässt die Welle kollabieren, weil die Information über das Teilchen nicht vorliegen wird und für immer verloren ist.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8575

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

48 meter sind lang genug um eine Entscheidung zu treffen:
Wollen wir eine Welle oder ein Teilchen beobachten

Interessant sind auch die 20 und 24 Minuten
http://apps.mehtajee.com/cover.aspx?coverurl=E7Xjr-Cdu5M

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

@ jh8979
Du verstehst mich falsch. Ich meine, dass unabhängig davon, ob der Beobachter die Information, welche die Detektoren geliefert haben, kennt, die Welle kollabiert. Das ist doch eine Tatsache, die nichts mit Philosophie zu tun hat.
Es ist die Information selbst, die die Welle kollabieren lässt. Unabhängig davon ob der Beobachter diese kennt.

Dennoch verbirgt sich hinter der ganzen Geschichte ein Stück Philosophie. Denn wenn mein o.a. Gedankenexperiment stimmt, dann würde dass unser Weltbild verändern.

Was ist denn ein Gedanke? Ist ein Gedanke nicht auch Information? Sind es nicht auch Elektronen in unserer Festplatte (Gehirn)?

Was hat es mit dem Phänomen der Verschränkung auf sich? Auch hier wird Information auf unbekannte Art und Weise übertragen.

Wenn meine Behauptung stimmt, dass sich mit o.a. Experiment nachweisen ließe, dass wir mit Kraft unserer Gedanken (Information, Elektronen) Einfluss darauf nehmen können, ob das Teilchen Welle- oder Materieeigenschaften hat. Dann ist es Aufgabe der Physik, dass herauszufinden.

Wenn also ein solches Experiment noch nicht durchgeführt wurde, dann bitteschön.

Demjenigen, dem es gelingt das Experiment so durchzuführen, der Nobelpreis sei ihm sicher.

Es waren immer Andersdenkende, denen entscheidende wissenschaftliche Durchbrüche gelungen sind. Galileo war so einer.
Die Menschen haben ihn belächelt. Die Ozeane würden doch leerlaufen wäre die Erde rund.

Vielleicht stehen wir wieder an solch einem Wendepunkt. Wir müssen nur die Sichtweise über die Dinge ändern.

Theo · Gast

Es war doch klar worauf dein Beitrag hinausläuft, schon von deinem ersten Satz an wusste ich es. Du betonst ja selbst:

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

frustudent · Gast

Was hat das bitte mit dem Quanten-Zeno-Effekt zu tun??

Und bitte nicht immer die dämlichen Vergleiche mit der Geschichte!

Denn:

1. Die Menschen im Mittelalter (also die geistig gebildeten, waren zwar nicht viele, aber ...) haben gewusst, dass die Erde rund ist. Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass man im Mittelalter dachte, die Erde sei flach wie eine Scheibe.

2. Galileo hat Gedanken von Kopernikus weiter geführt, dass sich die Erde um die Sonne bewegt, nicht andersherum. Das hat nichts mit Ozeanen leerlaufen zu tun.

3. Und ja, er hat anders gedacht, als die Geistlichkeit, aber damals wurde man verfolgt, wenn man versucht hat der Kirche zu widersprechen. Heutzutage versucht die Kirche nicht mehr die Naturwissenschaftler zu verbrennen.

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

@ Theo
Es ist nicht meine Absicht hier eine andere Weltordnung aufzustellen. Ich versuche doch nur eine Antwort zu finden. Ich betone doch "unter der Annahme, wenn...." Es sind doch nur hypothetische Annahmen. Es ist nicht meine Absicht jemanden zu verletzen und wenn es bereits ein Experiment der Variante 2 bereits gegeben hat, dann würde ich mich freuen wenn mir jemand den Ausgang des Experiments erklären kann. Darum bin ich doch hier.
Die Theorie, dass wir in einer virtuellen Welt leben, stammt auch nicht von mir. Ich hinterfrage doch nur.
Also ich entschuldige mich dafür, dass ich hier philosophische und esoterische Gedanken geäußert habe und verspreche, bei den Fakten zu bleiben.

Die Fakten sind doch, und bitte korrigiert mich wenn hier schon etwas falsch ist:

1. Das Elektron wird am Spalt gemessen. Wenn die Information des Detektors ins Leere läuft und es nie möglich sein wird, die Messdaten zu erfahren, dann erscheint ein Interferenzmuster.

2. Wenn die Information des Detektors aufgezeichnet wird, dann kollabiert die Welle. Es ist nicht relevant, dass der Beobachter die Information, die der Detektor geliefert hat, kennt. Der Beobachter sieht zuerst auf dem Schirm das Abbild der beiden Spalte und sieht dann erst nach, welche Information der Detektor geliefert hat, um zu erfahren, welchen Weg das Teilchen genommen hat.

Auf Basis dieser beiden ANNAHMEN ergibt sich doch die Annahme, dass das bloße Vorhandensein der Information ausschlaggebend sein muss dafür, dass die Welle kollabiert. Ist die Information nicht vorhanden, so erscheint ein Interferenzmuster.

Ich glaube bis dahin sind wir uns doch einig.

Nun wird der Informationsweg zwischen Detektor und Medium, auf dem die Information gespeichert wird, verlängert. Die Informationsübertragung vom Detektor zum Medium dauert länger, als der Weg des Elektrons auf den Schirm.
Dann hat das die Folge, dass die Information erst gespeichert wird, nachdem auf dem Schirm ein Interferenzmuster oder Abbild der Spalte erscheint.

Hier stellt sich mir dann diese Frage:
- Wenn die Information erst später gespeichert wird, erscheint dann zuerst ein Interferenzmuster und beim Zeitpunkt der Speicherung dann ein Abbild der Spalte auf dem Schirm? Kollabiert die Welle zum Zeitpunkt des Messens oder zum Zeitpunkt der Aufzeichnung?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8575

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

... o.k. dann ist die Aussage Campbells falsch.

In den Kommentaren zum Video Campbells steht ja:

"Den dritten Teil des Doppelspaltexperiments find ich nirgends. Also den Teil wo die Messung vorgenommen aber nicht aufgezeichnet wird. Hat er sich das ausgedacht oder wird dieser Teil des Experiments einfach verschwiegen?"

Der uploader des Videos sagt dazu:

"Über diesen Aspekt hatte ich schon einigen Austausch mit Tom. Er nutzt diese Metapher um den Aspekt der Löschung der Pfadinformation im Delayed Choice Quantum Eraser Experiment in einfache Worte zu fassen. Da dadurch aber Experiment und Metapher vermischt werden, ist das leider etwas unsauber. In meinem Video "Einführungs ins Doppelspaltexperiment" findest Du eine sauberere Erklärung ohne diese Metapher nachträglichen Löschens, aber dazu muss man eben das DCQE Experiment verstehen..."

Jetzt ist mir alles klar. Es war eben genau das, was mich zu meinem Gedankenmodel leitete.
Danke schön!

KThomas · Anmeldungsdatum: 24.01.2013 Beiträge: 7

herzlich · Gast

Das Szenario loest sich mit einigen grundlegenden Begriffen sehr einfach.
Du misst in diesem Experiment nichts, sondern entscheidest. Ein Paar von Photonen ist also gegenueber Deinem Verhalten reagibel, solange Du sie im miteinander verschraenkten Zustand betrachtest. Dann ist es auch egal, ob die Gegenprobe nachher erfolgt oder vorher. Es ist Dein (binaeres) Unwissen, das das Experiment in seinem Ergebnis bestimmt.

Das ist nicht neu, und es betrifft auch das taegliche Leben. Feynman schrieb in fruehen Ausgaben seines Buches Physics, dass sein Verhalten wichtig ist auch fuer die Vergangenheit. Stell Dir vor, dass ein Kommolitone zu einer Pruefung geht. Nach einer Weile interessiert es Dich zu erfahren, ob er es geschafft hat, Du nimmst Dein Handy und rufst ihn an. Die Antwort lautet dann (ich versichere Dir, es ist so) eher Nein. Wenn Du aber nicht anrufst, hat er Zeit sich zu sammeln, und irgendwann ruft er Dich an und laed Dich zu einer Party ein, weil er die Pruefung bestanden hat.

Das ist nichts Wunderbares. Der Begriff Potential reicht vollkommen aus, um den Sachverhalt zu verstehen. Denke dafuer andersherum! Er geht zur Pruefung und ist gut vorbereitet. Dann besteht er sie natuerlich auch. Und Du hast vorher, als ihr miteinander ueber die Pruefung gesprochen habt, auch nichts Negatives mitbekommen. D.h. du hast nicht das Beduerfnis, anzurufen (bist ohne Zweifel). Und er ruft Dich an. Im anderen Fall war er nicht gut vorbereitet, und natuerlich hast Du das gemerkt (in diesem Zusammenhang wichtig vielleicht, v.a. unbewusst). Dann bist Du unruhig, rufst an, und logisch, er ist durchgefallen.

In spaeteren Ausgaben des Buches war der Teil nicht mehr enthalten. Logisch, es hat nichts mit Physik zu tun.

Zurueck zum Delayed Choice Quantum Eraser! Da Du nun am Knopf sitzt und ueber das Experiment entscheidest, geht die Information auch nicht zu Deinen Mitmenschen. Sie wissen ja auch nicht, wie Du entscheidest (moechtest Du die Photonen als Teilchen sehen oder als Welle). Du kannst sie also den Kontroller beobachten lassen, auch in der Vergangenheit... sie sehen nichts, was Du nicht per Entscheidung herbeifuehrst.

Superinteressant wirds nun, wenn sie also sehen, was Du (in ihrer Zukunft) kausal, eindeutig und im Sinne von Cause and Effect herbeifuehrst, und sie rufen Dich an, bevor Du das Experiment beeinflusst.
Dann fliesst natuerlich Information antikausal, aber ich denke, das wird nicht geschehen und aus meinem Text sollte hervorgehen, wo der Denkfehler laege.

...und falls es tatsaechlich geschieht
why not?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8575