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Relativität der Gleichzeitigkeit und EPR-Paradox
 
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Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 30. Jan 2014 19:42    Titel: Relativität der Gleichzeitigkeit und EPR-Paradox Antworten mit Zitat

Ist die Relativität der Gleichzeitigkeit eine Erklärung für EPR-Experimente mit Photonen?

Beispiel Photonenverschränkung: Wenn man die Polarisation eines der Photonen misst (mit zufälligem Ergebnis), zeigt das andere Photon eine perfekt korrelierte Polarisation, auch wenn beide Messvorgänge voneinander durch ein zeitartiges Intervall getrennt sind.

Allerdings ist es bekannt, dass Photonen nicht altern und dass für sie Zeiten und Entfernungen auf Null zusammenschrumpfen. Kann aus der Tatsache, dass für das Photon alle Ereignisse gleichzeitig stattfinden und es sozusagen überall zur gleichen Zeit ist, eine lokale und realistische Erklärung für die sogenannte Quantenteleportation (von Photonen) abgeleitet werden?
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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Beitrag as_string Verfasst am: 01. Feb 2014 09:36    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,

Was ist, wenn man Elektronen nimmt (zB)?

Gruß
Marco
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 10:50    Titel: Antworten mit Zitat

Bei Elektronen und anderen Teilchen ist das Lokalitäts- bzw. Realismusproblem gegeben.

Aber ich frage mich, ob es richtig ist, die gleiche Problematik für Photonen anzunehmen. Klar, man wünscht sich eine einheitliche Theorie, die für alle Teilchen gilt. Aber ist das gerechtfertigt, wenn für Photonen alles gleichzeitig passiert?
Moonraker
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5783
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Beitrag as_string Verfasst am: 01. Feb 2014 10:55    Titel: Antworten mit Zitat

Aber wieso sollte man unterscheiden, wenn es doch eine allgemeine Beschreibung gibt.
Ich sehe nicht ganz Dein Problem, wenn ich ehrlich bin...

Gruß
Marco
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 11:16    Titel: Antworten mit Zitat

Die Beschreibung ist OK, meine Frage bezieht sich auf die Probleme bei der Erklärung.

Und nach meinem Vorschlag ist alles eine Frage des Blickwinkels: Für uns wird Information maximal mit Lichtgeschwindigkeit übertragen. Für das Photon hingegen vergeht keine Zeit. Alles läuft somit lokal und ohne Realismusprobleme ab, und das Ganze einfach nach den Regeln der speziellen RT.
Moonraker
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 01. Feb 2014 11:37    Titel: Antworten mit Zitat

Moonraker hat Folgendes geschrieben:
Die Beschreibung ist OK, meine Frage bezieht sich auf die Probleme bei der Erklärung.

Welche Probleme denn? Ich seh da keins.

Probleme beim EPR (und Relativität der Gleichzeitigkeit) entstehen in der Regel, weil man weder QM noch SRT richtig verstanden hat.
as_string
Moderator


Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5783
Wohnort: Heidelberg

Beitrag as_string Verfasst am: 01. Feb 2014 11:37    Titel: Antworten mit Zitat

Also für mich ergibt das aber irgendwie wenig Sinn. Du sagst ja quasi: Für ein Photon gibt es an sich gar keine Zeit, deshalb hat man auch keine Paradoxa was die Zeit betrifft.
Ich persönlich finde diese Aussage, "für das Photon vergeht keine Zeit" irgendwie schwierig. Wenn ich damit etwas anfangen sollte, bräuchte ich doch schon irgendein Bezugssystem/Koordinatensystem. Aber es gibt halt kein vernünftiges, wenn man eines haben möchte, in dem ein Photon in Ruhe ist.

Selbst wenn man das so sehen wollte: Es muss ja trotzdem eine Beschreibung da sein, die für alle Bezugssysteme einen Sinn ergibt. Selbst wenn Du Photonen nimmst und Deine Logik anwendest, ist das Paradoxon ja immer noch das selbe aus allen anderen Bezugssystemen.

Außerdem finde ich halt: Wenn ich das selbe Phänomen mit massebehafteten wie mit masselosen Objekten beobachte und das auch ganz normal durch eine Theorie unabhängig davon beschrieben wird, dann bringt mir doch eine Erklärung für das Phänomen für nur masselose Teilchen nicht viel. Das kann doch dann keine Erklärung für das Phänomen an sich sein, wenn es nur dann eine Erklärung liefert, wenn die Teilchen masselos sind.

Ich kann also den Sinn dieser ganzen Überlegungen nicht so recht erkennen. Aber vielleicht hat da jemand anderes besseren Durchblick?

Gruß
Marco
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 12:36    Titel: Antworten mit Zitat

as_string hat Folgendes geschrieben:

Außerdem finde ich halt: Wenn ich das selbe Phänomen mit massebehafteten wie mit masselosen Objekten beobachte und das auch ganz normal durch eine Theorie unabhängig davon beschrieben wird, dann bringt mir doch eine Erklärung für das Phänomen für nur masselose Teilchen nicht viel. Das kann doch dann keine Erklärung für das Phänomen an sich sein, wenn es nur dann eine Erklärung liefert, wenn die Teilchen masselos sind.


Das kann man durchaus so sehen. Wenn man neugierig ist, wäre es allerdings interessant zu wissen, ob meine Frage mit der herrschenden Beschreibung kompatibel ist. Meine Frage wäre dahingehend umzuformulieren.

as_string hat Folgendes geschrieben:

Ich persönlich finde diese Aussage, "für das Photon vergeht keine Zeit" irgendwie schwierig. Wenn ich damit etwas anfangen sollte, bräuchte ich doch schon irgendein Bezugssystem/Koordinatensystem.


Nein, man braucht kein fremdes Bezugssystem oder Koordinatensystem, weil es sich um eine Umrechnung einer Beobachtung handelt.

Beispiel: Ein Objekt, das eine Strecke von 100 Lichtjahren zurücklegt (im Beobachter-Frame), wird beobachtet.

Wenn die Geschwindigkeit des Objekts 0,6 c/ 0,8 c/ 0,9 c/ 0,99 c/ 0,9999 c/ 0,99999999 c bzw. 1,0 c beträgt, so ergibt sich daraus eine Eigendistanz für das Objekt von 80/ 60/ 44/ 17/ 1,4/ 0,014 bzw 0 Lichtjahren

Das gleiche gilt für die Zeit: ist das Objekt (nach unserem Referenzsystem) 100 Jahre unterwegs, so berechnen wir daraus eine Eigenzeit von 80/ 60/ 44/ 17/ 1,4/ 0,014 bzw 0 Jahren.

Bei den Messungen für die sogenannten Quantenteleportationen interessiert uns natürlich zunächst die nach unserem Referenzsystem zurückgelegte Lichtgeschwindigkeit c. Aber ich frage mich, ob darüberhinaus nicht Berechnungen für die Ermittlung der Gleichzeitigkeit berücksichtigt werden sollten.
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 12:48    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:

Welche Probleme denn? Ich seh da keins.

z.B. http://en.wikipedia.org/wiki/Principle_of_locality#Copenhagen interpretation

jh8979 hat Folgendes geschrieben:

Probleme beim EPR (und Relativität der Gleichzeitigkeit) entstehen in der Regel, weil man weder QM noch SRT richtig verstanden hat.

Vielleicht kennt sich ja jemand aus und kann die kurze Frage klären.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 01. Feb 2014 15:04    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Frage denn? und wo ist das Problem?

Unsere Welt scheint durch die QM beschrieben zu werden und gewisse Aspekte der QM sind nun einmal nicht-lokal.
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 15:24    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:
Welche Frage denn? und wo ist das Problem?

Unsere Welt scheint durch die QM beschrieben zu werden und gewisse Aspekte der QM sind nun einmal nicht-lokal.



Meine Frage ist, ob das Problem der fehlenden Lokalität der QM vielleicht für Photonen nicht besteht. Nach meinem Wissen wurde diese Frage noch nicht gestellt.
Moonraker
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 01. Feb 2014 15:29    Titel: Antworten mit Zitat

Ich seh nicht wieso es nicht bestehen sollte für Photonen.

Das Problem ist dass die Aussage "für Photonen vergeht keine Zeit" eine sehr simplistische Zusammenfassung eines komplexen Sachverhalts ist. Diese Aussage ist einfach nicht richtig. Es lässt sich für Photonen einfach keine Eigenzeit definieren.
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 15:58    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:

Das Problem ist dass die Aussage "für Photonen vergeht keine Zeit" eine sehr simplistische Zusammenfassung eines komplexen Sachverhalts ist. Diese Aussage ist einfach nicht richtig. Es lässt sich für Photonen einfach keine Eigenzeit definieren.

Das hört sich vielversprechend an. Dann können wir ja mal versuchen in das Thema einzusteigen. Ich bin ganz Ohr.
Moonraker
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 01. Feb 2014 16:03    Titel: Antworten mit Zitat

Moonraker hat Folgendes geschrieben:

Das hört sich vielversprechend an. Dann können wir ja mal versuchen in das Thema einzusteigen. Ich bin ganz Ohr.
Moonraker

Und was soll ich Dir da jetzt mehr zu sagen? smile Photonen haben keine Eigenzeit. Das war's schon smile
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 16:14    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:

Und was soll ich Dir da jetzt mehr zu sagen? smile Photonen haben keine Eigenzeit. Das war's schon smile

Ist das jetzt der "komplexe Sachverhalt", von dem Du sprachst?
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17900

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Feb 2014 16:33    Titel: Antworten mit Zitat

Moonraker, was genau ist denn deine Frage?
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 16:35    Titel: Antworten mit Zitat

Nehmen wir einmal an, ich als Beobachter habe ein Blatt, das mein Raumzeit-Minkowski-Diagramm ist. Auf meinem Blatt gibt es eine Menge Striche, die Bewegungen von Objekten darstellen, darunter auch einen Strich im 45°-Winkel, der eine Photonbewegung darstellt.

Aus Zeitvertreib spiele ich "Lorentzfaktor" und überschreibe jeden Strich auf meinem Blatt mit einem um den reziproken Lorentzfaktor verkürzten Strich. Dabei werden senkrechtere Striche nur wenig verkürzt, Striche mit starker Neigung werden stärker verkürzt. Wenn ich nun den Strich im 45°-Winkel mit einem Punkt überschreibe, dann ist dies eine Art Eigenzeit - eine Zeit, die von mir als Beobachter dem Photon als Eigenzeit zugeteilt wird.

Sollte es Dich stören, dass ein Photon, das kein Inertialsystem ist, nichts "besitzen" kann, können wir es auch als "hypothetische" Eigenzeit nennen. In diesem Sinne glaube ich schon, dass Photonen eine Eigenzeit zugeteilt werden kann.
jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8571

Beitrag jh8979 Verfasst am: 01. Feb 2014 16:35    Titel: Antworten mit Zitat

Ich weiss echt nicht was Du hören möchtest. Weltlinien von Photonen lassen sich nicht durch eine Eigenzeit parametrisieren, da die Weltlinie "lichtartig" ist.

Der "komplexe Sachverhalt" ist schlicht, dass (Quantenfeld)Theorien für masselose Teilchen sehr anders sind als für massive Teilchen. Das sprengt jetzt aber den Rahmen das alles hier im Detail zu erklären.
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 16:38    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Moonraker, was genau ist denn deine Frage?

Kann aus der Tatsache, dass für das Photon alle Ereignisse gleichzeitig stattfinden und es sozusagen überall zur gleichen Zeit ist, eine lokale und realistische Erklärung für die sogenannte Quantenteleportation (von Photonen) abgeleitet werden?
Moonraker
Moonraker



Anmeldungsdatum: 30.01.2014
Beiträge: 11

Beitrag Moonraker Verfasst am: 01. Feb 2014 16:51    Titel: Antworten mit Zitat

jh8979 hat Folgendes geschrieben:


Der "komplexe Sachverhalt" ist schlicht, dass (Quantenfeld)Theorien für masselose Teilchen sehr anders sind als für massive Teilchen. Das sprengt jetzt aber den Rahmen das alles hier im Detail zu erklären.

Das hört sich ja sehr interessant an. Kannst Du Stichwörter geben, damit die Diskussion bei Interesse von den Interessierten weitergeführt werden kann? Geht es um ein Phänomen der Quantenfeldtheorie, das zwischen massiven und masselosen Teilchen differenziert?
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