Knallertest und Taylorversuch Quantenobjekte

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Meine Frage:
Servus,
Bitte um Hilfe und Erklärungsansätze zum Taylorversuch & Knallertest. Mir ist absolut klar, was bei den Versuchen durchgeführt wird und habe auch sonst kein geringes Verständnis von Physik.
Habe jetzt lange das Internet durchforstet aber mir ergibt sich einfach kein wirkliches Verständnis.

Meine Ideen:
Beim Versuch von Taylor mit dem Doppelspalt ergibt sich ein Interferenzbild aus einer Ein-Teilchen-Interferenz. Ein Photon interferiert dabei am Doppelspalt MIT SICH SELBST???!!
Man kann sich den Zusammenhang ja aus der Wahrscheinlichkeitsamplitude des Photons erklären. Je nach Superposition von Wahrscheinlichkeitszeigern eines Photons das durch den linken Spalt fliegt und eines, das durch den rechten Spalt fliegt, ergibt sich ein Interferenzmuster - Man spricht also von Auftreffwahrscheinlichkeiten eines einzelnen Photons. Mathematisch kann ich das also noch nachvollziehen. Aber wie kann man sich das vorstellen??? Wie soll ein Photon sich selbst beeinflussen???
Und vorallem: warum sollte kein Interferenzbild mehr auftreten, wenn man weiß durch welchen Spalt das Photon geflogen ist.

Nächste Frage: Beim Knallertest (am Mach Zehnder Interferometer) wird das Interferenzmuster dadurch verändert, dass man weiß, welchen Weg ein Photon wählt. Auch hier liefern die Wahrscheinlichkeitszeiger anscheinend eine mathematische Lösung. Ich versuche sie mal nach meinem Verständnis darzustellen (vgl. angehängtes Bild):
Ein Photon wird zu 50% am ersten Strahlteiler reflektiert zur 50% transmittiert. D.h. die Wahrscheinlichkeitszeiger nach dem Strahlteiler (ST) sind nur noch halb so lang, wie der Zeiger vor dem ST. Würde das Photon in keinem Weg auf einen Knaller treffen addieren sich die Zeiger am oberen Detektor bzw. unteren Detektor destruktiv bzw. konstruktiv. Trifft das Photon im unteren Strahlengang auf eine Knaller wird es ausgelöscht, d.h. der Zeiger hat die länge 0.
Ist dies nicht der Fall erreicht das Photon unbeschädigt den oberen ST, dort fällt der Wahrscheinlichkeitszeiger des untern Wegs nun aber weg und man hat ein Photon, das zu 25% den oberen Detektor erreicht, der normalerweise nie einen Ausschlag meldet.
Ist das so richtig? Und ist das alles, was uns der Knallertest sagt oder steckt hier noch mehr dahinter?

Ich hoffe dies alles ist nicht zu verwirrend und irgendwie nachvollziehbar. mein größtes Problem ist einfach, dass ich überhaupt nicht nachvollziehen kann, warum ein Beobachter ein Interferenzbild beeinflusst bzw. wie einzelne Photonen überhaupt interferieren sollen.

Vielleicht hat jemand hier die Geduld und das Interesse eine Erklärung zu liefern, im Voraus schonmal vielen Dank!!

Zwei Beiträge zusammengefasst, damit es nicht so aussieht, als ob schon jemand antwortet. Steffen

Hier das Bild vom Mach-Zehnder interferometer

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Mit dem Wahrscheinlichkeitszeiger meine ich die Psi-Zeiger mit denen man sich das ganze herleiten kann. Habe mich da schlecht ausgedrückt:
Wenn man ein Photon einer bestimmten Frequenz f in ein Interferometer schickt wird es zu 50% transmittiert bzw. 50% reflektiert. Für diese Wahrscheinlichkeiten kann man nun einen Zeiger mit der Frequenz f rotieren lassen. Am ST2 kann man dann die Zeiger beider Wege des Interferometers superponieren und kommt dann zur konst. Interferenz am einen Detektor und destruktiven Interferenz am anderen Detektor.

Du hast mir ja auch gerade die letze Frage beantwortet die sich an diesen post anschließt. Ich verstehe das dann so, dass noch keine Theorie besteht um die Einzelteilchen Interferenz vom Photon soweit greifbar zu machen, dass man sich das ganze so gut vorstellen kann wie die klassiche Physik.

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

ok danke!

Nochmal zum zeiger:
wenn ich sage ich habe ein Photon mit frequenz f und das befindet sich jetzt gerade noch vor dem ersten Strahlteiler im Interferometer, dann hat dieser Zeiger eine bestimmte Länge. Die Länge repräsentiert ja die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Photons. Die Wäre am Anfang dann doch praktisch 100% (gibt ja keinen anderen Aufenthaltsort). Und weil das photon dann aber doch zu 50% den oberen Strahlengang bzw. zu 50% den unteren Strahl nehemn könnte müssten sich doch da sie Zeigerlängen halbieren? Und am ST2 wieder ergänzen? Oder wo ist da mein Denkfehler?

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582

max5588 · Anmeldungsdatum: 17.02.2017 Beiträge: 35

Ok passt,
ja für die Interferenz ist es egal
Aber dann ist jetzt alles klar, vielen Dank

jh8979 · Moderator Anmeldungsdatum: 10.07.2012 Beiträge: 8582