Delayed Choice Quantum Eraser

physikfan · Anmeldungsdatum: 15.06.2010 Beiträge: 21

Das ist ja wirklich ein interessantes Experiment: http://www.matrixwissen.de/index.php?option=com_content&view=article&id=639:delayed-choice-quantum-eraser-experiment&catid=125:quantenphysik&Itemid=105&lang=de

Beeinflusst die Zukunft somit wirklich die Vergangenheit? Was antworten Wissenschaftler darauf? Weichen sie einfach aus, indem sie sagen, es macht keinen Sinn von einem Zustand des Signalphotons zu sprechen solange das Partnerphoton gemessen wurde oder sagen sie einfach, dass die Korrelationen unabhängig von der Zeit bestehen müssen? Wenn ja, dann ist das aber keine wirkliche Erklärung, denn es erklärt nicht, wieso die Quantenphysik so ist, wie sie ist, oder nicht? Ist Verschränkung also nicht nur ortsunabhängig sondern auch zeitunabhängig? Wenn ja, wieso?

Und dann hatte ich noch eine Idee: Man sagt, dass man bei diesem Experiment erst sehen kann, ob ein Interferenzbild entsteht oder nicht, wenn das verzögerte Partnerphoton von z.B. Detektor 2 gemessen wird, um dann nur die Signalphotonen zu betrachten, die die Partnerphotonen von beispielsweise Detektor D2 sind.

Aber wenn wir nur ein einzelnes Photon betrachten, das zufällig genau da landet, wo ein Interferenzmaximum (D1 oder D2) liegen würde. Dann müsste man doch mit einer relativ hohen Wahrscheinlichkeit davon ausgehen können, dass sein Partner zu Detektor D1 oder D2 geht? Wir könnten dies beliebig oft wiederholen bis wir beispielsweise 1000 Photonen insgesamt gesehen haben, die auf den Bereich gefallen sind, bei dem die 3. Interferenzmaximumstreifen (D1 und D2) zu erwarten wären. Und bei jedem dieser Photonen würde man doch mit einer relativ hohen Wahrscheinlichkeit annehmen, dass sein jeweiliges Partnerphoton durch D1 oder D2 gegangen ist, da Photonen, deren Partnerphotonen durch D3 oder D4 gehen, ja meist nicht auf die Stelle gelangen, bei der das 3. Interferenzmaximum zu erwarten wäre?
Das heißt, dass wir von den 1000 Photonen, die genau auf den Bereich geflogen sind, wo die 3. Interferenzmaximumstreifen anzunehmen wären, die meisten durch wirkliche Interferenz dorthin gelangen müssten und nur wenige bei den Fällen wo keine Interferenz da war. Dies kann aber nicht sein, denn wir hätten ja bei all diesen 1000 Fällen, bei denen wir mit einer hohen Wahrscheinlichkeit Interferenz annehmen würden, in der Zwischenzeit bevor das Partnerphoton von einem Detektor erfasst wird, den Versuchsaufbau so ändern können, dass genau das Gegenteilige (Weginformation) eintreten würde.

Wo liegt da also mein Denkfehler? An diesem Bild http://www.matrixwissen.de/images/stories/article-pix/content/01104b.jpg sieht man, dass Photonen, dessen Partnerphotonen durch D3 oder D4 gegangen sind, wohl fast nie auf die Stelle gelangen, wo das 3. Interferenzmaximum liegt. Und die gemessene Position eines Photons kann man ja sehr wohl sehen bevor das Partnerphoton gemessen wurde.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Ja, ein sehr interessantes Experiment, allerdings sind Thomas Campbells Aussagen dazu falsch. Das hatten wir (inklusive Thomas Campbell) schonmal hier:
http://www.physikerboard.de/topic,31917,-doppelspaltexperiment-und-messen.html

Vielleicht helfen Dir meine Antworten von da erstmal weiter.

physikfan · Anmeldungsdatum: 15.06.2010 Beiträge: 21

Thomas Campbells Aussagen dazu hab ich mir gar nicht durchgelesen bzw. interessieren mich gar nicht wirklich.

Außerdem hab ich ja verstanden, dass sich das Interferenzbild erst mittels des Koinzidenzzählers ergibt. Ich rede aber von etwas anderem.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

schonmal gut smile

aber glaub die Diskussion im anderen Post hilft Dir trotzdem, ging nicht nur um Campbell.

physikfan · Anmeldungsdatum: 15.06.2010 Beiträge: 21

Ich meine: Wenn wir bei x=3 ein Signalphoton messen, bevor das Partnerphoton von einem Detektor gemessen wird, dann könnten wir doch schon aussagen, dass dieses Signalphoton bei x=3 wahrscheinlich von einem Interferenzereignis stammt, weil ein Photon, dessen Partner auf D3 oder D4 traf, ungefähr bei x=0 meist zu finden wäre?

Anders gesagt: Wenn wir bei diesem BIld http://www.matrixwissen.de/images/stories/article-pix/content/01104b.jpg oben links bei den Raw results eine Koordinate messen, die ganz am Rand liegt (und zwar bevor das Partnerphoton von D1, D2,D3 oder D4 gemessen wurde), dann dürfte diese Koordinate doch nicht von den Signalphotonen der D3, D4 Partnerphotonen stammen?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Nein, ich denke nicht, dass das so richtig ist. Das entscheidende bei dem ganzen ist die Koinzidenzmessung. D.h. es macht gar keinen Sinn davon zu reden, dass ein Teilchen früher als das andere detektiert wurde.

Und erst wenn die Koinzidenz gemessen wurde, weiss man auch in welchem Detektor (D1-D4) und bei zweien dieser Detektoren (D3&4) weiss man dann genau welchen Weg die jeweiligen Teilchen zurückgelegt haben. Dies ist aber keine Information die man "während" des Experimentes erlangen könnte (also bevor beide Teilchen detektiert wurden).

physikfan · Anmeldungsdatum: 15.06.2010 Beiträge: 21

Du erklärst nicht, wieso das nicht stimmt, was ich sage. Ich hab ja begriffen, dass sich ein Interferenzbild erst ergeben kann, wenn man den Koinzidenzzähler benutzt, darum geht es mir ja aber nicht.

Meines Verständnisses nach dient der Koinzidenzzähler doch nur dazu, die Positionen aller Signalphotonen (also der Signalphotonen, dessen Partnerphotonen durch die Detektoren D1 bis D4 gehen) den jeweiligen Partnerphotonen zuzuordnen. Ohne den Koinzidenzzähler können wir zwar kein Interferenzbild sehen und auch kein Bild, bei dem sich die Photonen als Teilchen verhalten, aber die Positionswerte (ohne Zuordnung) müssten trotzdem aufgenommen sein, deswegen sieht man ja dann bei ganz vielen aufgenommenen Photonen ein ausgefülltes Quadrat auf dem Bild bei D0 oben links http://www.matrixwissen.de/images/stories/article-pix/content/01104b.jpg .

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

"Ein Koinzidenzzähler registriert, wenn beide Detektoren D1 und D2 an den Ausgängen des Strahlteilers gleichzeitig ansprechen. "
http://www.forphys.de/Website/qm/exp/v16b.html
Was ist dann gleichzeitig? Für wen gleichzeitig?
Die Zeit darf überhaupt keine Rolle spielen.

Wenn man Photonenzwillinge erzeugt und ein Photon zum Doppelspalt geschickt wird und dem anderem im Weg Detektor DO im Weg steht, dann wird der erste Zwilling nie zum Interferenzbild beitragen können, auch dann nicht wenn die Messung an seinem Zwillinsbruder viel später erfolgen soll(das kann man erreichen, wenn mann DO viel weiter entfernt als der Dolppelspalt selbst).
S. Bild unten Li.
Interferenz kann nur dann entstehen, wenn Zwillingsphoton niemals gemessen wird. Das bedeutet aber, dass nicht nur unsere Vergangenheit, sondern auch unsere Zukunft schon festgeschrieben ist. Gegenargumente?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Sorry D2, aber Du hast das Experiment nicht verstanden... daran ändern viele Zitate, Graphiken und Links nichts...

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

"Der letzte Aspekt, den Sie noch verstehen müssen, bevor es zu den Ergebnissen des Experiments geht, besteht in den Laufzeiten der einzelnen Pfade : Licht bewegt sich bekanntlich mit Lichtgeschwindigkeit, deshalb gilt, dass umso kürzer der Pfad, umso schneller erreicht das Photon den Sensor. Die Pfadlängen in diesem Experiment sind so ausgelegt, dass das nach oben Richtung gelber Linse abgelenkte Photon stehts zu erst auf Sensor D0 trifft, bevor das Partnerteilchen überhaupt auf den ersten grünen Spiegel geschweige denn die Sensoren D1 bis D4 treffen kann. Somit erfolgt das Ergebnis der Messung beim Sensor D0 immer zuerst und dann mit leichter Verzögerung erreicht das Partnerphoton einen der Sensoren D1 bis D4."

"Wie kann das obere Photon in jeder einzelnen Messung bereits vorher wissen, welchen Weg das untere Photon durch die grünen Spiegel wählen wird ? Es kann es nicht wissen, weil die Entscheidung ein Zufallsprozess ist und trotzdem weiss das obere Photon in jedem einzelen Fall bescheid, sonst würden wir nicht ein Interferenzmuster in den Daten sehen, die Sensor D1 bzw. D2 zugeordnet wurden allerdings kein Interferenzmuster in den Daten, die Sensor D3 bzw. D4 zugeordnet wurden."

"Haben Sie das Paradoxe an dem Ergebnis des Experiments verstanden ?"
http://www.matrixwissen.de/index.php?option=com_content&view=article&id=639:delayed-choice-quantum-eraser-experiment&catid=125:quantenphysik&Itemid=105&lang=de

Was soll man schon in diesem Experiment verstehen?
Das man naiv annimmt, dass man durch eine Erstmessung Photon überlisten kann? Aber die Zeit darf keine Rolle spielen. Es gibt kein Zuffall und die Natur ist prinzipiell paradoxfrei. Jede Messung ob in der Vergangenheit oder Zukunft ist eine Messung, egal ob diese zuffälig erfolgt oder nicht. Und eine Messung an verschränkten Teilchen kann nicht ohne Folgen bleiben, außer man diese Messung frei gibt und rückgängig macht bevor das zweite Zwillingsteilchen registriert wird. Diese Zeitspanne um eine Entscheidung zu treffen ist in der Regel sehr kurz.
Eine verzögerte Wahl ändert aber nie die Vergangenheit(letztes Blat li. unten)
http://sigmaxi.org/4Lane/ForeignPDF/2003-07WalbornGerman.pdf

"Der Quantenradierer zeigt, dass sich in der Quantenphysik die Spuren eines Beobachtungsvorgangs völlig beseitigen lassen. Man muss nur dafür sorgen, dass die dabei gewonnene Information noch innerhalb des Systems – das heißt, bevor sie zu einem äußeren Beobachter gelangt – spurlos gelöscht wird. Das erscheint dann paradox, wenn man (irregeleitet durch die Alltagserfahrung mit makroskopischen Objekten) glaubt, dass die Erhebung der „Welcher-Weg-Information“ das Quantenobjekt augenblicklich verändert, ihm im obigen Beispiel etwa eine bestimmte Polarisation „mitgibt“. Das Ausbleiben der Interferenz erscheint dann als kausales Ergebnis dieser Änderung, ein Aufheben dieser Veränderung ist nicht denkbar. Aus Experimenten wie dem Quantenradierer muss man aber zwingend schließen, dass die physikalische Realität ohne Messung nicht existiert, das heißt die Polarisation manifestiert sich erst dann, wenn sie gemessen wird, nicht durch den Polarisator." http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenradierer

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

Eine schöne Bestätigung meines vorherigen Posts... und der Tatsache, dass man Wikipedia nicht einfach trauen sollte. Die Aussage des Zitats aus Wikipedia zum Quantenradierer ist schlicht komplett falsch...

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Es ist falsch ohne Informationsabgleich über etwas zu diskutieren. Man redet schnell aneinander vorbei. Generell gilt, das wir aus unseren Wissenstand in jede neue Information automatisch etwas reininterpretieren, ob diese Interpretation stimmt steht auf einem anderen Blatt. Nichtsdestotrotz, welche zusätzlichen Informationsquellen können uns helfen.
1. Über gleiche Phänomene zu sprechen? (Fakten, Laborexperimente)
2. Ähnliche Rückschlüsse zu ziehen? (Argumente, Theorien)

AE · Anmeldungsdatum: 04.01.2015 Beiträge: 1

Sorry wenn ich naiv nachfrage.
Ich beziehe mich auf die von D2 geposteten Versuchsanordnung des DCQE Experiments.

Zum Zeitpunkt t=t0 trifft ein Photon auf den Sensor D0. Seine Position auf D0 wird gemessen und gespeichert. Da die Wege zu den Sensoren D1 - D4 länger sind, ist zum Zeitpunkt t=t0 noch nicht klar, ob die "Welcher-Weg" Information ermittelt werden wird oder nicht. Ob der Weg bekannt sein wird oder nicht entscheidet sich ja erst zum Zeitpunkt t=t0+delta t (also z.b. 2ns später) aufgrund von Zufallsprozessen an den halbdurchlässigen Spiegeln, die von dem verschränkten Partnerphoton durchlaufen werden.

Woher "weiß" denn nun das Photon, welches auf D0 getroffen ist und dessen Koordinaten seit z.B. 2ns abgespeichert und somit festgehalten sind, ob es einen Beitrag zu einem Interferenzmuster oder zu einem Balken leisten muss?
Wir leben doch in einer objektiven kausalen Realität. Da kann es doch nicht sein, dass sich die abgespeicherten Koordinaten nachträglich "irgendwie" ändern!

fruor · Anmeldungsdatum: 03.02.2015 Beiträge: 4

Die Idee daß ein Teilchen bereits bei seinem Entstehen weiß ob es beobachtet werden wird oder nicht erscheint mir weniger plausibel als die Idee daß durch die Beobachtung die Vergangenheit festgeschrieben wird.

Falls jemand das Buch Die Unendliche Geschichte gelesen hat - Bastian konnte in Phantásien Geschichten erzählen und in diesem Moment wurden sie wahr und sie waren es schon immer.

Genau so stelle ich mir derzeit die Quantenebene vor. In dem Moment wo ein Q-Teilchen beobachtet wird steht nicht nur seine Vergangenheit fest, sondern alle seine Abhängigkeiten. Was wiederum heisst daß das Jetzt nur das ist was der derzeitigen und wahrscheinlichen künftigen Beobachtung entspricht, mit der Option daß dieses Jetzt aufhört zu existieren wenn künftig doch eine Beobachtung passiert.