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Alex312
Anmeldungsdatum: 21.01.2021
Beiträge: 3
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 Alex312 Verfasst am: 21. Jan 2021 13:25 Titel: Instantane Informationsübertragung durch Verschränkung |
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Hi!
Ich habe ein Verständnisproblem zum Thema Verschränkung.
Folgendes Gedankenexperiment:
Ich erzeuge in einer Quelle Paare verschränkter Quantenobjekte. Diese seien in der Bewegungsrichtung bei Ausgang aus der Quelle exakt entgegengesetzt, also im Impuls und im Ort verschränkt.
Angenommen, 1000 dieser Paare werden innerhalb kurzer Zeit erzeugt und bewegen sich (wie in zwei Wolken) eine signifikante Strecke weit auseinander, bis sie schließlich jeweils auf einen Doppelspalt treffen.
Wenn nur eine dieser Wolken ohne Verschränkung existierte, würde ich hinter dem Doppelspalt ein Interferenzbild beobachten können. Wenn ich direkt vor dem Doppelspalt mittels Detektor messen würde, würde ich kein Interferenzbild mehr, sondern nur einen verwaschenen Streifen sehen können. Ebenso scheint es so zu sein, dass ich bei den verschränkten Paaren auf einer Seite kein Interferenzbild erhalte, wenn auf der anderen Seite die Informationen über Ort & Impuls gemessen wurden oder noch potentiell messbar sind. Wenn ich nun aber die verschränkten Paare auf beiden Seiten der Quelle durch einen Doppelspalt fliegen lasse, und somit auch potenziell keine Informationen mehr über den Ort & Impuls vorhanden sind, dann sollte ich auf beiden Seiten ein Interferenzmuster sehen können, da ja die Wellenfunktionen der jeweiligen Paare noch nicht kollabiert / reduziert sind.
Soweit richtig?
Falls ja: Kann ich dann nicht entweder durch Weglassen des Doppelspalts oder durch Messung der Positionen der Quantenobjekte auf einer Seite (also Kollaps / Reduktion der gemeinsamen Wellenfunktion) instantan eine Wirkung (nämlich Nichterscheinen des Interferenzmusters) erzielen? Dies wäre dann eine Informationsübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit!?javascript:emoticon(' ')
Beste Grüße,
Alex
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 21. Jan 2021 13:57 Titel: |
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Verstehe ich nicht.
Der verschränkte Zustand sei (bis auf eine Normierung)
k bezeichne z.B. der Impuls oder eine andere Observable (sowohl Ort als auch Impuls funktioniert ohnehin nicht)
Nun müsstest du zeigen, dass sich Erwartungswerte für Messungen am linken Messgerät (aus denen sich z.B. Interferenzmuster ergeben), bei unterschiedlichen Messungen oder auch keine Messung am rechten Messgerät ändern.
Wie zeigst du das?
In der Praxis beobachtet man gerade das nicht, d.h. es ist unmöglich, durch eine lokale Messung an einem Quantenobjekt herauszufinden
- ob es mit einem anderen verschränkt ist oder nicht
- wenn verschränkt, ob das andere Quantenobjekt einer Messung unterzogen wird oder nicht
- wenn gemessen, welches Messergebnis man für das andere Quantenobjekt erhalten hat
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Zuletzt bearbeitet von TomS am 03. Nov 2022 20:35, insgesamt einmal bearbeitet |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 21. Jan 2021 20:23 Titel: |
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Das Experiment, das Du Dir vorstellst, existiert tatsächlich und wurde schon vor mehr als 20 Jahren von Birgit Dopfer für ihre Doktorarbeit durchgeführt:
https://www.univie.ac.at/qfp/publications/thesis/bddiss.pdf
http://www.paulfriedlander.com/text/timetravel/experiment.htm
(hab diese Seite dazu nur kurz quergelesen)
Im wesentlichen kann man durch Verschieben einer Linse auf der einen Seite wechseln zwischen "Ich weiss durch welchen Spalt das zweite Photon ging" und "ich weiss es nicht" und beobachtet dementsprechend auf der zweiten Seite kein Interferenzbild oder eben doch.
John Cramer aus Seattle hat sich später des Ganzen angenommen, um genau das auszutesten, was einem da sofort einfällt: Kann man das nicht zur instantanen Kommunikation verwenden?
http://faculty.washington.edu/jcramer/NLS/NL_signal.htm
Irgendwie ist das Projekt dann aber eingeschlafen bei ihm. Ich hab nicht ganz genau rausfinden können wieso. (Es gab wohl auch Probleme genügen verschränkte Paare herzustellen.)
Zuletzt bearbeitet von jh8979 am 21. Jan 2021 22:20, insgesamt einmal bearbeitet |
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Alex312
Anmeldungsdatum: 21.01.2021
Beiträge: 3
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| Alex312 Verfasst am: 21. Jan 2021 21:32 Titel: |
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Vielen Dank schonmal für eure Antworten!
Der Text in deinem letzten Link (danke für die Recherche, du kennst dich offenbar gut aus!) spiegelt meine Vorstellung von dem Experiment ganz gut wider.
Dieser Effekt der zur Unkenntlichkeit überlagerten Interferenzmuster der Ein- und Zweiphotoninterferenz ist mir noch nicht klar.
Dennoch sehr interessant, dass sich schonmal jemand damit auseinandergesetzt hat.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 21. Jan 2021 22:54 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Im wesentlichen kann man durch Verschieben einer Linse auf der einen Seite wechseln zwischen "Ich weiss durch welchen Spalt das zweite Photon ging" und "ich weiss es nicht" und beobachtet dementsprechend auf der zweiten Seite kein Interferenzbild oder eben doch. |
Mir ist das mit der einen und der anderen Seite noch nicht so klar; was genau bewirkt jetzt welche Linse bzgl. welchem Photon und Interferenzmuster?
Our conclusion, based on the standard formalism of quantum mechanics as applied to these gedankenexperiments, is that no nonlocal signal can be transmitted from Alice to Bob by varying Alice’s configuration in any of the ways discussed here. In all of the cases studied, there are two quantum-distinguishable modes of entangled photon-pair behavior that each contain a“switch-able” interference pattern, but when these modes are superimposed, the two interference patterns always complement each other and together become invisible. This is the mechanism by which the formalism of quantum mechanics blocks nonlocal signaling. In the context of the standard quantum formalism, Nature appears to be well protected from the possibility of nonlocal signaling.
Gut ;-)
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 21. Jan 2021 23:20 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Im wesentlichen kann man durch Verschieben einer Linse auf der einen Seite wechseln zwischen "Ich weiss durch welchen Spalt das zweite Photon ging" und "ich weiss es nicht" und beobachtet dementsprechend auf der zweiten Seite kein Interferenzbild oder eben doch. |
Mir ist das mit der einen und der anderen Seite noch nicht so klar; was genau bewirkt jetzt welche Linse bzgl. welchem Photon und Interferenzmuster? |
Fig. 4.
http://www.paulfriedlander.com/text/timetravel/experiment.htm
Fangen wir rechts an, in focus: Man sieht bei D2 wohl separierte Peak. Dadurch weiss man bei jedem Photonenpaar durch welchem Spalt das Photon bei D1 gegangen, also sieht man kein Interferenzbild bei D1.
Links, out of focus: Man sieht bei D2 ein Interferenzbild und kann nicht erkennen von welchem Spalt das Photon bei D1 kommt, also sieht man auch ein Interferenzbild bei D1.
| Zitat: |
Our conclusion, based on the standard formalism of quantum mechanics as applied to these gedankenexperiments, is that no nonlocal signal can be transmitted from Alice to Bob by varying Alice’s configuration in any of the ways discussed here. In all of the cases studied, there are two quantum-distinguishable modes of entangled photon-pair behavior that each contain a“switch-able” interference pattern, but when these modes are superimposed, the two interference patterns always complement each other and together become invisible. This is the mechanism by which the formalism of quantum mechanics blocks nonlocal signaling. In the context of the standard quantum formalism, Nature appears to be well protected from the possibility of nonlocal signaling.
Gut ;-) |
Ah. Gut in der Tat  Hab mir die Seite vorhin beim Verlinken nicht nochmal genau angesehen. Glaub das Paper existierte noch nicht, als ich mir das vor Jahren ursprünglich mal angeschaut hatte und mich wunderte, wieso da nichts mehr kam aus der Gruppe. Werd mir das mal in Ruhe durchlesen.
Hast Du auf die Schnelle verstanden, wieso das nicht funktioniert? Denn vom Prinzip des Experimentes her versteh ich es bisher nicht. Was hindert mich daran die eine Linse mal so, mal anders hinzustellen und am anderen Arm (prinzipiell beliebig weit entfernt) mal ein Interferenzmuster erscheinen zu lassen, mal nicht?*
*Meine Vermutung wäre der schmutzige Trick, den mir mal ein Atomphysiker erklärt hat, woran es immer hakt bei diesen Experimenten: der Koinzidenzzähler.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 21. Jan 2021 23:31 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Hast Du auf die Schnelle verstanden, wieso das nicht funktioniert? Denn vom Prinzip des Experimentes her versteh ich es bisher nicht. |
Nein, noch verstanden. Sie rechnen das aus.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 22. Jan 2021 23:30 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Hast Du auf die Schnelle verstanden, wieso das nicht funktioniert? Denn vom Prinzip des Experimentes her versteh ich es bisher nicht. |
Nein, noch verstanden. Sie rechnen das aus. |
Hab es mir durchgelesen. Glaub denen, dass sie das rechnen können. Ich versteh aber nicht wieso das, was sie da machen, auf das Dopfer Experiment zutrifft.
1. Sie behaupten ja im wesentliche, dass wenn man A ausspurt (ist das das deutsche Wort für "tracing out"?), dass dann keine Interferenz bei B beobachtet werden kann. Aber man beobachtet ja eine Interferenz im Experiment.
2. Es scheint mit dem Koinzidenzzähler zu tun zu haben. Das wird da (für mich etwas kryptsich) zu Beginn von Kapitel 5 vor der Rechnung erklärt. Ich versteh, dass das Entfernen des Koinzidenzzähler ein praktisches, experimentelles Problem ist, weil man einfach zuviel anderen Quatsch misst. Ich verstehe aber nicht so recht, wo das in die Rechnung eingeht.
Ich hätte vermutet, dass wenn ich den Koinzidenzzähler entferne (sagen wir mit Linse aus dem Fokus), ich ein Intereferenzbild auf einem Hintergrund von anderem Kram sehe, der aber keine, allerhöchstens wenig Struktur zeigt. Aber nach der Rechnung hebt sich da ja irgendwas genau auf...
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 23. Jan 2021 10:12 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Glaub denen, dass sie das rechnen können. Ich versteh aber nicht wieso das, was sie da machen, auf das Dopfer Experiment zutrifft. |
So ging’s mir auch.
Ich habe mal begonnen, die Arbeit
https://www.univie.ac.at/qfp/publications/thesis/bddiss.pdf
Zwei Experimente zur Interferenz von Zwei-Photonen Zuständen ...
(Dopfer, Wien, 1998)
zu lesen. Dabei finde auf Seite 29 die wichtige Aussage
| Zitat: | | In Koinzidenz gemessen kann man das Beugungsmuster des Transmissionsgitters beobachten ... Auf die Einzelzählraten allerdings hat das im anderen Arm aufgestellte Gitter keinen Einfluß. |
Ich wollte nochmal sicherstellen, dass wir uns bzgl. meiner obigen Aussage, es sei unmöglich, durch eine lokale Messung an einem Quantenobjekt herauszufinden
a) ob es mit einem anderen verschränkt ist oder nicht
b) wenn verschränkt, ob das andere Quantenobjekt einer Messung unterzogen wird oder nicht
c) wenn gemessen, welches Messergebnis man für das andere Quantenobjekt erhalten hat
Das ist doch genau der Punkt: ohne Koinzidenzzähler, d.h. ohne Kenntnis über die jeweils andere Messung, existiert offenbar kein Einfluss auf die Einzelzählraten und damit keine Kenntnis im Sinne (a - c).
Richtig?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 23. Jan 2021 11:45 Titel: |
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@Alex312, ich hoffe, wir haben dich nicht vollständig verloren.
Im Kern geht es um folgendes - mathematische Details sind erst mal irrelevant.
Gegeben seien Paare miteinander verschränkter Quantenobjekte; bzgl. welcher Größe sie verschränkt sind, spielt erst mal keine Rolle.
1) Wären sie nicht verschränkt, könnte man den Gesamtzustand des Systems als Produkt schreiben, d.h.
wobei a, b definiert Werte der betrachteten Größe bezeichnen (z.B. Impuls, Spin). Dann wüsste man, dass dem ersten Teilchen die Eigenschaft a zukommt, dem zweiten die Eigenschaft b.
2) Im Falle verschränkter Teilchen funktioniert dies nicht mehr, man erhält stattdessen z.B.
Dann weiß man immer noch, dass einem Teilchen die Eigenschaft a zukommt, dem anderen die Eigenschaft b, jedoch nicht mehr welchem Teilchen welche Eigenschaft zukommt.
3) Nun haben wir folgende Situationen
i) wir wissen um diese beiden verschränkten Teilchen und messen eine Messgröße M am ersten Teilchen
ii) wir wissen nicht um diese beiden verschränkten Teilchen und messen wiederum diese Messgröße M am ersten Teilchen, nicht jedoch am zweiten
iii) wir messen auch etwas am zweiten Teilchen; das spielt im folgenden keine Rolle
Nun kann man folgendermaßen vorgehen: man präpariert diese verschränkten Teilchen und misst am ersten die Eigenschaft M - genauer, den Erwartungswert von M an ersten in einem Ensemble identisch präparierter Teilchenpaare bzw. Teilchen.
i) Man weiß um das zweite Teilchen, misst dieses jedoch nicht. Die Quantenmechanik besagt, dass dies mittels der gemeinsamen Messgröße
beschrieben wird, wobei die 1 besagt, dass am zweiten Teilchen nicht gemessen wird. Der Erwartungswert lautet
 )
Dabei steht das rho für die Größe
und das tr_12 besagt, dass beide Teilchen gemeinsam betrachtet werden.
ii) Wir wissen nicht um diese beiden verschränkten Teilchen und messen wiederum diese Messgröße M am ersten Teilchen, nicht jedoch am zweiten (von dessen Existenz wir nichts wissen). Die Quantenmechanik besagt, wie die Beschreibung des Teilsystem des ersten (bekannten) Teilchens aus dem Gesamtsystem zu berechnen ist:
)
Die Freiheitsgrade des zweiten (unbekannten) Teilchens werden mittels tr_2 auf mathematisch eindeutige Weise aus der Beschreibung “entfernt”, man “vergisst, dass es existiert”, zurück bleibt die Beschreibung des ersten zu messenden Teilchens.
Nun wird lediglich die Messgröße M bzgl. des ersten Teilchens betrachtet und der Erwartungswert
 )
berechnet.
Die Mathematik stellt sicher, dass
gilt, d.h. dass (i) und (ii) zum selben Ergebnis führen.
Außerdem kann man dieses rho_1 auch direkt konstruieren, ohne den Umweg über das zweite Teilchen zu gehen - wenn ich tatsächlich nicht weiß, dass es überhaupt existiert, würde ich das ja ohnehin nicht tun.
Und tatsächlich wird dies auch in allen bisher durchgeführten Experimenten bestätigt, d.h. (i) und (ii) sind experimentell ununterscheidbar, die mathematischen Vorhersagen der Quantenmechanik sind korrekt.
Erst wenn man (iii) betrachtet, also auch eine Messung am zweiten Teilchen durchführt, dann werden Korrelationen zwischen den Messungen am ersten und zweiten Teilchen sichtbar. Damit diese sichtbar werden, muss man jedoch vorher vereinbart haben, was am ersten und was am zweiten Teilchen gemessen wird, und man muss die einzelnen Messergebnis am ersten sowie am zweiten Teilchen vergleichen. Durch den zum Vergleich notwendigen gewöhnlichen Informationsaustausch geht aber die Möglichkeit einer instantanen Kommunikation verloren.
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Alex312
Anmeldungsdatum: 21.01.2021
Beiträge: 3
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| Alex312 Verfasst am: 24. Jan 2021 11:52 Titel: |
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@TomS
Danke für die ausführliche Erklärung. Leider hatte ich mich in meinem Studium nicht sonderlich ausführlich mit dem math. Formalismus beschäftigt, sodass mein Zugang eher "anschaulicher Art" ist.
Mein Verständnis hakt momentan aber immer noch daran, warum man kein Interferenzmuster auf Seite B erhält, wenn keine konkrete Messung an Seite A durchgeführt wurde. Das schien doch das Ergebnis der Experimente zu sein. Die Quantenobjekte auf Seite B müssten dann doch eigentlich weiterhin als Überlagerung verschiedener möglicher Zustände / Wellenfunktionen gegeben sein, sodass sich eine Interferenz erzielen ließe.
Beste Grüße,
Alex
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 25. Jan 2021 09:12 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Das ist doch genau der Punkt: ohne Koinzidenzzähler, d.h. ohne Kenntnis über die jeweils andere Messung, existiert offenbar kein Einfluss auf die Einzelzählraten und damit keine Kenntnis im Sinne (a - c).
Richtig? |
Ja, offensichtlich ist das so... aber in diesem Experiment versteh ich nicht genau, warum das so ist.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 25. Jan 2021 09:16 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
iii) wir messen auch etwas am zweiten Teilchen; das spielt im folgenden keine Rolle
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Ich glaube dies ist genau der Fall, der bei diesem Experiment der Fall ist.
Ich versteh übrigens auch immer noch nicht, wieso die Rechnung in dem Paper oben auf das Dopfer-Experiment zutrifft. Die können doch gar keine Interferenz beobachten, sondern nur Zählraten an zwei Zählern (und in diesem Fall, kann ich deren Rechnung auch intuitiv verstehen, im Dopfer-Experiment nicht).
PS: Ich hoffe, ich werde nicht noch zum Crackpot wegen dieses Experimentes  
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 25. Jan 2021 12:17 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | iii) wir messen auch etwas am zweiten Teilchen; das spielt im folgenden keine Rolle
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Ich glaube dies ist genau der Fall, der bei diesem Experiment der Fall ist.
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Das denke ich auch.
Ich wollte nur zuerst die Voraussetzungen geklärt haben; mit (iii) habe ich nämlich selbst so einige Probleme
| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Ich versteh übrigens auch immer noch nicht, wieso die Rechnung in dem Paper oben auf das Dopfer-Experiment zutrifft. Die können doch gar keine Interferenz beobachten, sondern nur Zählraten an zwei Zählern (und in diesem Fall, kann ich deren Rechnung auch intuitiv verstehen, im Dopfer-Experiment nicht). |
Ich denke, das Papier hilft nicht weiter.
http://www.paulfriedlander.com/text/timetravel/experiment.htm
Das hilft weiter, aber evtl. anders als zunächst gedacht.
Hier werden aber m.E. einige Scheinprobleme diskutiert.
Das erste ist die Sicht von Zeilinger. Zeilinger gehört – nach allem, was ich bisher von ihm gelesen habe – einer „naiven Kopenhagener Schule“ an; diese zeichnet sich dadurch aus, mittels des Heisenbergschen Schnitts Quantenwelt und klassische Welt zu trennen sowie die Interpretation so zurechtzubiegen, dass es passt. Jedenfalls hat er nie wirklich etwas erklärt – so eben auch hier nicht.
Das zweite Scheinproblem ist die Verletzung der Kausalität. Wenn die Analyse des Experiments mit Pluto zu Problemen bzgl. der Kausalität führt, dann wohl deshalb, weil die nicht-relativistische Quantenmechanik diese implizit immer hat.
M.E. sollte man erst mal die saubere Analyse diverser Varianten des Delayed Choice Experimentes verstehen; ich bin mir nicht sicher, ob es darüber hinaus tatsächlich etwas prinzipiell Neues zu sagen gibt.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 25. Jan 2021 13:02 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Ich denke, das Papier hilft nicht weiter.
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Befürchte ich auch
Beide Scheinprobleme sind für mich irrelevant:
1. Zeilinger kenn ich nicht gut genug, aber es wäre mir egal was er denkt und macht.
2. Ob es nun Probleme mit der Kausalität gibt oder nicht, wäre mir erstmal auch egal. Entweder es gibt sie oder nicht, das sieht man dann am Ende. (Und im Experiment sollte es sie dann ja wohl nicht geben)
| Zitat: |
M.E. sollte man erst mal die saubere Analyse diverser Varianten des Delayed Choice Experimentes verstehen; ich bin mir nicht sicher, ob es darüber hinaus tatsächlich etwas prinzipiell Neues zu sagen gibt. |
Möglich (Wahrscheinlich?), dass dies Experiment eine Variante der Delayed Choice Experimente ist. Ich sehe aber irgendwie noch nicht so genau, wo hier die Krux ist (außer, dass es wahrscheinlich irgendwie am Koinzidenzzähler liegt)...
Zuletzt bearbeitet von jh8979 am 27. Jan 2021 00:09, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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Günther
Anmeldungsdatum: 23.11.2010
Beiträge: 305
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| Günther Verfasst am: 25. Jan 2021 16:31 Titel: Re: Instantane Informationsübertragung durch Verschränkung |
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| Alex312 hat Folgendes geschrieben: | Hi!
Ich erzeuge in einer Quelle Paare verschränkter Quantenobjekte. Diese seien in der Bewegungsrichtung bei Ausgang aus der Quelle exakt entgegengesetzt, also im Impuls und im Ort verschränkt.
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Spin und Polarisation sind bekannte Beispiele für verschränkte Teilcheneigenschaften. Misst man etwa bei dem einen Teilchen Spin up, so steht damit Spin down für das andere Teilchen fest.
Wie stellst du dir nun eine Impuls Ort Verschränkung zweier Teilchen vor?
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 27. Jan 2021 00:04 Titel: |
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Dachte ich auch beim Lesen... bis der Artikel plötzlich endete, weil es Sean Carroll um etwas anderes geht (support of many worlds, don't care, like it though). Viel schlauer bin ich bezüglich des Dopfer-Experimentes noch nicht, vllt ergibt sich das noch...
..vllt ist die auch einfach "QM to its extreme": Man muss sich einfach auf den Formalismus einlassen. Der beschreibt es korrekt, auch wenn man (hier:ich) das einfach intuitiv nicht direkt versteht.
Zufrieden bin ich damit allerdings noch nicht 
(was mich ausserdem interessieren würde: macht es -ohne Koinzidenzzähler- experimentell einen Unterschied, ob die beiden Detektoren in kausalem Kontakt stehen oder nicht, d.h. ob die Messungen zeit- oder raumartig verbunden sind. Nach allem was wir hier so lesen, würde ich ja denken, dass das nicht der Fall ist, man beobachtet einfach irgendwas (was?) an einem Ende, egal was das andere macht -sofern man es nicht weiß(?)-... dieses Experiment macht mich echt wahnsinnig )
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18029
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| TomS Verfasst am: 27. Jan 2021 06:59 Titel: |
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Soweit ich mich erinnere erklärt Wallace in
https://global.oup.com/academic/product/the-emergent-multiverse-9780199546961?cc=de&lang=en&
The Emergent Multiverse
Quantum Theory according to the Everett Interpretation
sehr präzise, wie sich im Falle eines Experimentes mit verschränkten Teilchen die Dekohärenz entlang des Lichtkegels ausbreitet; im Falle von Delayed Choice würde die Information so in anderen Quantenobjekten gespeichert werden, dass zunächst keine Dekohärenz auftritt, sondern wenn über, dann erst verzögert bei der Wahl, ob und wie diese verwendet wird.
Ich denke mal darüber nach.
Der Koinzidenzzähler hat dann höchstens dahingehend eine Auswirkung, dass er sich lokal auf diesen Prozess auswirkt. Andere „Erklärungen“ mit Retrokausalität u.ä. sind dann vom Tisch.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 03. Nov 2022 20:20 Titel: |
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Hallo!
Gibt es den Aufbau dieses Entanglement-Experiments auch in direkt visueller Form für das menschliche Auge, sodass man auf der einen Seite ein Interferenz-Muster sieht, wenn man auf der anderen Seite die Möglichkeit zur Weg-Information zerstört?
Oder würde man visuell immer nur ein blurry blob sehen, und ein Interferenz-Muster nur, wenn man es über eine Koinzidenz-Messung rück-rechnet und anderweitig anzeigen lässt?
Dieses Frage stelle ich auch gleichsam für das Delayed Choice Quantum Eraser Experiment.
Nette Grüsse
Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 04. Nov 2022 18:23, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 04. Nov 2022 01:12 Titel: |
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Die Photonen hier haben eine Wellenlänge von 702nm, sind also gerade noch so am Rand des sichtbaren:
Leider geht der Link nicht mehr und ich finde online gerade keine Version dieser Doktorarbeit.
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 04. Nov 2022 07:05 Titel: |
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| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | Die Photonen hier haben eine Wellenlänge von 702nm, sind also gerade noch so am Rand des sichtbaren:
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bezieht sich diese Information auf die Worte "sieht" und "visuell" in dem Beitrag von MBastieK?
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8576
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| jh8979 Verfasst am: 04. Nov 2022 09:47 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | jh8979 hat Folgendes geschrieben: | Die Photonen hier haben eine Wellenlänge von 702nm, sind also gerade noch so am Rand des sichtbaren:
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bezieht sich diese Information auf die Worte "sieht" und "visuell" in dem Beitrag von MBastieK? |
Ja.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 04. Nov 2022 13:45 Titel: |
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Hallo!
| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | Die Photonen hier haben eine Wellenlänge von 702nm, sind also gerade noch so am Rand des sichtbaren |
Danke.
Wenn man ein Interferenz-Muster direkt mit dem Auge sieht, müsste man dann nicht auch einen Wechsel des Mess-Verfahrens instantan sehen, wenn die beiden Enden der Seiten ausreichend Licht-Sekunden voneinander entfernt sind oder wenn man die Zeit für einen interpretierbaren Ensemble-Aufbau vernachlässigt?
Bei den meisten Experimenten klingt es so, dass man immer nur ein Blurry Blob sieht oder erhält, in dem sich beim Erasen-Modus zwei verschobene Interferenz-Muster verbergen, die durch Koinzidenz-Messung oder Eigenschaft der entangled Partner auftrennbar und nachträglich ersichtlich sind.
So wie bei dem Experiment(Link) (, wenn man sich das starke Delaying wegdenkt).
Dort wird auch explizit geschrieben:
"Entanglement of any sort kills interference." und
"This erasure doesn’t affect the overall distribution of flashes on the detector screen. It remains smooth and interference-free."
Ich gehe davon aus, dass dies dort auch gilt, wenn das Erasen (kurz) vor dem Auftreffen des Partners auf dem Detektor-Screen passiert.
Genauso wie in dem Video auch nicht klar ersichtlich ist, ob immer nur ein Blurry blob(@8:43) entsteht oder dieser nachträglich durch grafische Überlagerung(@9:17) der zwei verschobenen Eraser-Interferenz-Muster ersichtlich wird.
Nette Grüsse
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 05. Nov 2022 19:13 Titel: |
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Wie meinen?
Sie sagt doch ganz klar und wiederholt:
"The photons on the screen can't create an interference pattern."
Das heißt, man sieht unmittelbar immer nur einen "blurry blob".
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 05. Nov 2022 19:29 Titel: |
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Hallo!
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Sie sagt doch ganz klar und wiederholt:
"The photons on the screen can't create an interference pattern."
Das heißt, man sieht unmittelbar immer nur einen "blurry blob". |
Aber sie relativiert das danach irgendwie wieder.
Und sie benutzt das Wort "add" und fügt 2 Interfererenz-Muster grafisch zusammen, anstatt sie grafisch bzw. animations-technisch zu trennen.
In meiner Subjektivität ist das nicht eindeutig.
Es gibt ja anscheinend mindestens ein Experiment(Link), in dem direkt ein Interferenz-Muster entsteht. Deswegen finde ich die Konzentration auf Experimente, die dies nicht tun etwas verwirrend, obwohl sie sicherlich auch ihren geistigen Mehrwert haben in anderen Kontexten.
Nette Grüsse
Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 06. Nov 2022 11:12, insgesamt einmal bearbeitet |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 05. Nov 2022 20:02 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | Hallo!
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Sie sagt doch ganz klar und wiederholt:
"The photons on the screen can't create an interference pattern."
Das heißt, man sieht unmittelbar immer nur einen "blurry blob". |
Aber sie relativiert das danach irgendwie wieder.
Und sie benutzt das Wort "add" und fügt 2 Interfererenz-Muster grafisch zusammen, anstatt sie grafisch bzw. animations-technisch zu trennen.
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Die fügt die Interferenzmuster die man nachträglich mit den Koinzidenz-Informationen von D3 und D4 aus dem blurry blob extrahierte wieder zusammen um zu zeigen, dass die eben so Phasenverschoben sind, dass sich Maxima und Minima auslöschen.
Was Du nach dem Zusammenfügen siehst, ist das, was Du ohne Infos aus den Messergebnissen an den verschränkten Photonen auf dem Schirm siehst.
Etwas ähnliches hatte ich Dir doch schon in einem anderen Thread verlinkt, bzw. das steht auch in dem Wikipediaartikel zu dem Experiment.
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | Es gibt ja anscheinend mindestens ein Experiment(Link), in dem eindeutig ein Interferenz-Muster entsteht.
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das müsste ich mir erst ansehen
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 05. Nov 2022 20:17 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Die fügt die Interferenzmuster die man nachträglich mit den Koinzidenz-Informationen von D3 und D4 aus dem blurry blob extrahierte wieder zusammen um zu zeigen, dass die eben so Phasenverschoben sind, dass sich Maxima und Minima auslöschen.
Was Du nach dem Zusammenfügen siehst, ist das, was Du ohne Infos aus den Messergebnissen an den verschränkten Photonen auf dem Schirm siehst. |
Sowas muss meines Erachtens stärker kommuniziert werden.
Ein Wissender kann dies natürlich schlussfolgern.
Aber geistige Transferleistung zu erwarten, wo Basis-Wissen erst gefestigt werden soll, ist meines Erachtens didaktisch verbesserungswürdig.
Nette Grüsse
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 05. Nov 2022 20:19 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: |
das müsste ich mir erst ansehen |
okay, das ist das schon an anderer Stelle erwähnte Experiment aus der
Dopfer-Dissertation.
Da ist wieder ein Koinzidenzzähler beteiligt und in der anderen Diskussion war es ja nicht klar, ob der nur thermische Photonen rausfiltert oder notwendig ist, um das zu sehen, was man sieht.
Der Doktorvater von Dopfer und diesjährige Nobelpreisträger Anton Zeilinger wird in Deinem Link zitiert:
| Zitat: | | "Does this now mean that the distribution of the photons in the observation plane behind the two-slit assembly changes depending on what we do with photon 1? Obviously this is impossible, as photon 1 is detected at a time after photon 2 has been registered already.The solution is that we have to register the two photons in coincidence. " |
Der Autor des von Dir verlinkten Artikels meint dazu:
| Zitat: | | Zeilinger seems to have forgotten how his own experimental apparatus works. This is a mistake so trivial and yet so important that it is really extraordinary. Is it possible that I am wrong and Zeilenger is correct? |
ja, das halte ich für möglich...
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
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| MBastieK Verfasst am: 05. Nov 2022 20:55 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Da ist wieder ein Koinzidenzzähler beteiligt und in der anderen Diskussion war es ja nicht klar, ob der nur thermische Photonen rausfiltert oder notwendig ist, um das zu sehen, was man sieht. |
So wie ich es verstanden habe, wird hier aber kein blurry blob aufgetrennt, sondern genau ein Interferenz-Muster gemessen.
| Zitat: | | A coincidence detector senses when two photons arrive at the same time at the two detectors, thereby distinguishing the entangled pairs from any other photons floating around. .... Only the coincident pairs of clicks are recorded, all the rest are ignored. |
Desweiteren wird hier von Jensen ein Vorschlag gemacht für ein leicht verändertes Experiment ohne Ko-Inzidenz-Messer.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Der Doktorvater von Dopfer und diesjährige Nobelpreisträger Anton Zeilinger wird in Deinem Link zitiert: | Zitat: | | "Does this now mean that the distribution of the photons in the observation plane behind the two-slit assembly changes depending on what we do with photon 1? Obviously this is impossible, as photon 1 is detected at a time after photon 2 has been registered already.The solution is that we have to register the two photons in coincidence. " |
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Dies bezieht sich, glaube auch, ja auf die minimale Weg-Ungleichheit, die dieser Koinzidenz-Zähler dort noch als Ko-Inzidenz registriert.
Dieser Artikel oder das Experiment behandelt ja auch die Weg-Ungleichheit (und später eine starke Weg-Ungleichheit).
Mich persönlich interessiert eine vermeintliche Informations-Übermittlung aus der Zukunft in die Vergangenheit zurzeit wenig bis garnicht, da dieses Experiment allein bei Weg-Gleichheit schon spannend genug ist und diese Möglichkeit der Informations-Übertragung erstmal geklärt werden muss.
| Zitat: | | that they cannot see each other work and they agree not to talk during the tests. Alice has the additional freedom to move her detector and Bob can determine where she has moved her detector from the pattern of light he collects. He can predict her moves but is not receiving a conventional message. No energy passes from Alice's side of the the experiment to Bob. This is communication through entanglement. |
Wenn man das "predict" mal mit dem Wort "know" austauscht.
Nette Grüsse
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 06. Nov 2022 04:13 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | | Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Da ist wieder ein Koinzidenzzähler beteiligt und in der anderen Diskussion war es ja nicht klar, ob der nur thermische Photonen rausfiltert oder notwendig ist, um das zu sehen, was man sieht. |
So wie ich es verstanden habe, wird hier aber kein blurry blob aufgetrennt, sondern genau ein Interferenz-Muster gemessen.
| Zitat: | | A coincidence detector senses when two photons arrive at the same time at the two detectors, thereby distinguishing the entangled pairs from any other photons floating around. .... Only the coincident pairs of clicks are recorded, all the rest are ignored. |
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Wozu braucht man dann einen Koinzidenzzähler?
Man misst nicht nur einfach ein Interferenzmuster, sondern konstruiert das, indem man aus den Photonen, die auf Detektor D1 treffen nur die berücksichtigt, die mit Photonen, die in Detektor D2 treffen, in einer definierten Koinzidenz stehen.
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Desweiteren wird hier von Jensen ein Vorschlag gemacht für ein leicht verändertes Experiment ohne Ko-Inzidenz-Messer.
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Hat das jemand durchgeführt?
Wenn ja, was kam dabei heraus?
Wenn nein, warum nicht?
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
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| MBastieK Verfasst am: 06. Nov 2022 11:47 Titel: |
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Guten Tag!
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Wozu braucht man dann einen Koinzidenzzähler?
Man misst nicht nur einfach ein Interferenzmuster, sondern konstruiert das, indem man aus den Photonen, die auf Detektor D1 treffen nur die berücksichtigt, die mit Photonen, die in Detektor D2 treffen, in einer definierten Koinzidenz stehen. |
Ich denke für ein klareres Bild bzw. Daten.
"distinguishing the entangled pairs from any other photons floating around"
Desweitern scheint es so, dass man selbst beim ersten Experiment auf das Koinzidenz-Messgerät hätte verzichten können:
| Zitat: | | The raw data coming from the photon detectors were not recorded, only the coincident data. The difference between raw data and coincident data would have been large for the upper D2 detector but rather small for the lower D1 detector. If unprocessed raw data had been recorded for the lower detector, Cramer estimates that around 15 % of the incoming photons would have been regected and the patterns would have been similar showing two distinct states depending on the position of the upper detector. This in itself is a remarkable discovery and needs confirmation. |
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | MBastieK hat Folgendes geschrieben: | | Desweiteren wird hier von Jensen ein Vorschlag gemacht für ein leicht verändertes Experiment ohne Ko-Inzidenz-Messer. |
Hat das jemand durchgeführt? |
Weiss ich nicht.
Nach meinem jetzigen Verständnis ist allein das erste Experiment ausreichend oder erstaunlich mit seinem direkten Interferenz-Muster bzw. distinktablen Zuständen in den Raw-Daten.
Es benötigt halt Konfirmation.
Nette Grüsse
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 06. Nov 2022 13:41 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | Guten Tag!
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Wozu braucht man dann einen Koinzidenzzähler?
Man misst nicht nur einfach ein Interferenzmuster, sondern konstruiert das, indem man aus den Photonen, die auf Detektor D1 treffen nur die berücksichtigt, die mit Photonen, die in Detektor D2 treffen, in einer definierten Koinzidenz stehen. |
Ich denke für ein klareres Bild bzw. Daten.
"distinguishing the entangled pairs from any other photons floating around"
|
Ausgerechnet bei einem Experiment, bei dem es angeblich darum geht, zu zeigen, dass über Quantenverschränkung direkt, ohne zusätzlichen klassischen Kanal, Informationen ausgetauscht werden können, benutzt man einen klassischen Kanal um ein "klareres Bild" zu bekommen und unterminiert dafür die Aussagekraft des Ergebnisses für die angebliche Fragestellung?
Naja, wie auch immer das von wem begründet wird:
Es wurden für das von Detektor D1 aufgezeichnete Bild nur diejenigen Photonen berücksichtigt, die in Koinzidenz mit denen standen, die in Detektor 2 auftrafen.
Das ist für mich (auf Grundlage dieser Beschreibung, die Dissertation von Dopfer habe ich nur recht kurz überflogen, als die hier verlinkt war) das gleiche Prinzip, das Frau Hossenfelder in ihrem Video an dem Haufen Münzen veranschaulicht: Wenn man aus dem Haufen nach irgendwelchen Regeln Münzen entfernt, kann damit alle möglichen Muster erzeugen.
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Desweitern scheint es so, dass man selbst beim ersten Experiment auf das Koinzidenz-Messgerät hätte verzichten können:
| Zitat: | | The raw data coming from the photon detectors were not recorded, only the coincident data. The difference between raw data and coincident data would have been large for the upper D2 detector but rather small for the lower D1 detector. If unprocessed raw data had been recorded for the lower detector, Cramer estimates that around 15 % of the incoming photons would have been regected and the patterns would have been similar showing two distinct states depending on the position of the upper detector. This in itself is a remarkable discovery and needs confirmation. |
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ich übersetz das mal und hebe das Wesentliche hervor:
| Zitat: | Die von den Photonendetektoren stammenden Rohdaten wurden nicht aufgezeichnet, sondern nur die Koinzidenzdaten. Der Unterschied zwischen Rohdaten und Koinzidenzdaten wäre für den oberen D2-Detektor groß, für den unteren D1-Detektor jedoch eher gering gewesen. Wären für den unteren Detektor unbearbeitete Rohdaten aufgezeichnet worden, so schätzt Cramer, dass etwa 15 % der eintreffenden Photonen zurückgewiesen[ ?] worden wären, und die Muster wären ähnlich gewesen und hätten je nach Position des oberen Detektors zwei unterschiedliche Zustände gezeigt. Dies ist an sich schon eine bemerkenswerte Entdeckung, die noch bestätigt werden muss.
Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version) |
Nach dieser Aussage hat niemand die Rohdaten aufgezeichnet und die "Entdeckung" besteht darin, dass irgendjemand "schätzt" oder vermutet, dass man den Unterschied in den Rohdaten hätte sehen können, wenn die jemand aufgezeichnet hätte.
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Nach meinem jetzigen Verständnis ist allein das erste Experiment ausreichend oder erstaunlich mit seinem direkten Interferenz-Muster bzw. distinktablen Zuständen in den Raw-Daten.
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Wenn niemand die Rohdaten aufgezeichnet hat, hat auch niemand ein Interferenzmuster in den Rohdaten gesehen.
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Es benötigt halt Konfirmation.
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Nicht das Experiment, sondern die Vermutung dieses "Cramer", wer immer das ist.
Das wäre allerdings ein IMO leichtes, der Versuchsaufbau existiert(e) ja und man hätte einfach den Koinzidenzzähler entfernen müssen und das Interferenzmuster direkt aufzeichnen können.
Der Nachweis, dass mittels Quantenverschränkung direkt Informationen übertragen werden können, wäre IMO den Aufwand wert.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 06. Nov 2022 14:30 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Naja, wie auch immer das von wem begründet wird:
Es wurden für das von Detektor D1 aufgezeichnete Bild nur diejenigen Photonen berücksichtigt, die in Koinzidenz mit denen standen, die in Detektor 2 auftrafen. Das ist für mich das gleiche Prinzip, das Frau Hossenfelder...
...
Nach dieser Aussage hat niemand die Rohdaten aufgezeichnet und die "Entdeckung" besteht darin, dass irgendjemand "schätzt" oder vermutet, dass man den Unterschied in den Rohdaten hätte sehen können, wenn die jemand aufgezeichnet hätte.
...
Wenn niemand die Rohdaten aufgezeichnet hat, hat auch niemand ein Interferenzmuster in den Rohdaten gesehen. |
Ich frage mich, ob zufällige Photonen ein ausgleichendes Interferenz-Muster bilden können, das das durch den Koinzidenz-Messer erzeugte Interferenz-Muster so ausgleicht, sodass das Muster von rechts unten entsteht?
Bei dem gerade von uns diskutierten Experiment scheint ja keine Spin-Auftrennung statt zu finden, wie z.B. in dem(Link). Sondern nur eine reine zeitlich-koinzidente Schärfung der Daten bzw. des Bildes.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Der Nachweis, dass mittels Quantenverschränkung direkt Informationen übertragen werden können, wäre IMO den Aufwand wert. |
Ja, es hätte natürlich überaus weitreichende Konsequenzen.
Nette Grüsse
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 06. Nov 2022 19:20 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Ich frage mich, ob zufällige Photonen ein ausgleichendes Interferenz-Muster bilden können, die das durch den Koinzidenz-Messer erzeugte Interferenz-Muster so ausgleichen, sodass das Muster von rechts unten entsteht?
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Ich zitiere mal aus Frau Dopfers Dissertation (s.36f):
| Zitat: | Im Falle einer Impulsmessung befindet sich Detektor D1 bzw. die virtuelle Quelle im Fokus der Linse (siehe Abb. 4.5). Das ausgestrahlte Licht kann nach Passieren der Heisenberglinse nur genau einen k-Vektor besitzen (für eine punktförmige ”Quelle”), dessen Richtung bestimmt wird durch die genaue Position der ”Quelle” in der Brennebene. Das Licht verhält sich wie eine ebene Welle.
[Abb.]
Nach ”Spiegelung”[*] am Kristall wird das Licht am Doppelspalt gebeugt und wir erwarten Intensitätsmodulationen beobachten zu können mit einer Verteilung gleich jener, wie man sie bei Beleuchtung eines Doppelspaltes, z.B. mit Laserlicht, erhalten würde. |
Das interpretiere ich so, dass, wenn der Detektor D1 im Focus der Linse steht, dann detektiert er nur solche Photonen, die alle den gleichen k-Vektor besitzen. Die dazu impuls-verschränkten Photonen, deren Intensitätsverteilung auf der anderen Seite (im Bild unten) von Detektor D2 abgetastet werden, haben dann auch (untereinander) alle den gleichen (entsprechenden) k-Vektor und zeigen ein Interferenzmuster.
| Zitat: | Fahren wir mit der Quelle (Heisenberg-Detektor D1) zurück in Richtung Abbildungsebene, so sind immer mehr Richtungen für das Photon hinter der Heisenberglinse erlaubt und damit aufgrund der Impulsverschränkung auch für das Geschwisterphoton. ¨
Jede der erlaubten Richtungen erzeugt ein entsprechend verschobenes Interferenzmuster
(eine entlang der x-Achse um delta x verschobene Quelle erzeugt bei gleichen Abständen für Quelle-Doppelspalt und Doppelspalt-Schirm ein Interferenzmuster, dessen Einhüllende eine entsprechende Verschiebung gerade wieder um delta x aufweist).
In der Abbildungsebene der Linse (siehe Abb. 4.6) können wir die inkohärente Überlagerung der Beugungsbildern von den beiden Spalten16 beobachten.
[Abb 4.6]
Der Interferenzkontrast ist auf Null abgesunken, was uns die Bestätigung liefert, daß wir den Weg des Photons durch den Doppelspalt nachgewiesen haben.
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D.h. je mehr der Detektor aus dem Focus herausgeschoben wird, umso mehr
Photonen unterschiedlicher Richtungen detektiert er.
Die auf der anderen Seite dazu impulsverschränkten Photonen bilden kein Inteferenzmuster mehr.
Jetzt ist die Frage, ob es diese Photonen unterschiedlicher Richtungen nicht gibt, wenn der Detektor D1 im Focus der Linse steht, oder ob die dann schlicht nicht gemessen werden.
Ich meine Letzteres, und damit misst man, wenn man bei D2 nur die Photonen misst, die mit Photonen in D1 verschränkt sind, eben solche, die geeignet sind, ein Interferenzmuster zu bilden und vernachlässigt die anderen mit anderen k-Vektoren.
D.h. man wählt aus den Photonen die bei D2 ankommen nur diejenigen aus, die zusammen ein Interferenzmuster bilden.
Siehe auch Kapitel 4.1.3 zu den Experimenten die das Gedankenexperiment Poppers nachstellten (Hervorhebungen von mir):
| Zitat: | In Koinzidenz gemessen kann man das Beugungsmuster des Transmissionsgitters beobachten, und dies, obwohl jener Detektor fährt, in dessen Arm die beugende Komponente nicht steht. Auf die Einzelzählraten allerdings hat das im anderen Arm aufgestellte Gitter keinen Einfluß.
In einem anderen, ganz ähnlichen Experiment7 verwendeten die Autoren statt des Gitters einen Doppelspalt. Sie erhielten analoge Resultate: auch hier konnte in Koinzidenz das entsprechende Interferenzmuster gemessen werden, während die Einzelzählraten konstant blieben. |
Oder auch auf Seite 46:
| Zitat: | Komplementarität von Einzelzählraten- und Koinzidenz Interferenz.-
Aus den bisherigen Ausführungen kann entnommen werden, daß entweder Interferenz in den Einzelzählraten oder in den Koinzidenzen beobachtet werden kann, jedoch nie beide Typen gleichzeitig mit 100% Kontrast.
Dies gilt nicht nur aus irgendwelchen geometrischen Grunden oder auf dieses Experiment beschränkt, vielmehr ist es ein allgemeines Prinzip und folgt direkt aus der Quantenmechanik23,24:
Interferenz in den Koinzidenzen impliziert Impulsverschränkung der beiden beteiligten Teilchen. Verzichtet man auf die Beobachtung der Interferenzen in den Koinzidenzen und bestimmt auf einer Seite die Richtung des Teilchens (und damit auch die Richtung seines
korrelierten Partners), könnte man direkt auf den Weg des anderen durch den Doppelspalt Rückschlüsse ziehen. Für erlaubte Einzelzählraten - Interferenz hätten wir ein Paradoxon mit zwei inakzeptablen Lösungen:
1. es wäre möglich, gleichzeitig den Ort und Impuls eines Teilchens beliebig exakt zu kennen. Dies verletzt sowohl Unschärferelationen als auch Komplementarität und würde die Quantenmechanik ad absurdum fuhren.
¨
2. es gibt eine unbekannte Kommunikation über Zeit und Distanzen zwischen voneinander unabhängigen Teilchen. Wie sollen sonst die einzelnen Photonen auf der Seite des Doppelspaltes wissen (wir messen nicht den Zwei-Photonen Zustand!, wir messen nicht in Koinzidenz), wann sie kohärent interferieren dürfen und wann nicht! |
Ich habe die Arbeit nicht in Gänze gelesen, aber aus diesen Teilen schließe ich, dass die Koinzidenzmessung für das Experiment ein wesentlicher Bestandteil ist, weil gerade der Zwei-Photonen-Zustand gemessen werden soll und nicht so einfach verzichtbar.
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([*]hier bedeutet "Spiegelung", dass vom Kristall verschränkte Photonen in Richtung beider Detektoren ausgesandt wurden. In der Veranschaulichung wird so getan, als wäre der Kristall ein Spiegel für Photonen, die von Detektor D1 zu Detektor D2 fliegen)
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 07. Nov 2022 06:55 Titel: |
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nachdem ich etwas mehr von der Arbeit Frau Dopfers gelesen habe:
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | | Aruna hat Folgendes geschrieben: | Naja, wie auch immer das von wem begründet wird:
Es wurden für das von Detektor D1 [D2] aufgezeichnete Bild nur diejenigen Photonen berücksichtigt, die in Koinzidenz mit denen standen, die in Detektor 2 [1] auftrafen. Das ist für mich das gleiche Prinzip, das Frau Hossenfelder...
...
Nach dieser Aussage hat niemand die Rohdaten aufgezeichnet und die "Entdeckung" besteht darin, dass irgendjemand "schätzt" oder vermutet, dass man den Unterschied in den Rohdaten hätte sehen können, wenn die jemand aufgezeichnet hätte.
...
Wenn niemand die Rohdaten aufgezeichnet hat, hat auch niemand ein Interferenzmuster in den Rohdaten gesehen. |
Ich frage mich, ob zufällige Photonen ein ausgleichendes Interferenz-Muster bilden können, das das durch den Koinzidenz-Messer erzeugte Interferenz-Muster so ausgleicht, sodass das Muster von rechts unten entsteht?
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Meinst Du denn, das Muster rechts unten sei ohne den Koinzidenz-Messer entstanden?
Das Muster rechts unten zeigt die von der Position des unteren Detektors (x-Achse) abhängigen Koinzidenzzählraten, wenn der obere Detektor (in dem von Dir verlinkten Artikel D2 in der Arbeit Dopfers D1) fest in einem Punkt der Abbildungsebene der verwendeten Linse steht.
Es zeigt also die Anzahl der Klicks die in beiden Detektoren "gleichzeitig" (innerhalb eines Zeitfensters von 2ns) entstehen, also wenn innerhalb von 2ns in beiden Detektoren ein Photon registriert wird.
Die auf der y-Achse aufgetragenen Zählraten sind die innerhalb von 10s aufgetretenen Koinzidenzzählraten.
Es werden also (bis auf zufällige Koinzidenzen, die nicht auf Verschränkung der im Zeitfenster an beiden Detektoren gemessenen Photonen zurückgeführt werden) nur die Photonenpaare gezählt, bei denen
a.) der "obere" Partner in oberen Detektor gelandet ist, der fest in einer Position der Abbildungsebene der Linse steht.
b.) der "untere" Partner in dem unteren Detektor hinter dem Doppelspalt gelandet ist und eben an der Position die auf der x-Achse ablesbar ist.
die Bedingung a.) bedeutet, Zitat aus der Doktorarbeit (S45) (Hervorhebungen von mir):
| Zitat: | Ortsmessung: Je weiter wir uns von der Brennebene entfernen, desto mehr Richtungen sind für das SignalPhoton erlaubt - und damit auch für das Idler Photon. Interferenzmuster mit verschiedenen Mittenpositionen überlagern, der Kontrast des Interferenzmusters nimmt stetig ab.
Befindet sich D1[*] in der Abbildungsebene, sind alle geometrisch möglichen Richtungen erlaubt |
(*In dem von Dir verlinkten Artikel sind, wie gesagt, die Benennungen der beiden Detektoren vertauscht: D1 entspricht dort D2.)
Das "Muster rechts unten" (in der Arbeit Abb. 4.21) zeigt also die Überlagerung verschobenener Interferenzmuster, für Photonen unterschiedlicher Richtungen.
(vergleiche Abb. 4.6 der Arbeit, dort ist die Überlagerung verschiedener Interfernenzmuster vor dem unteren Detektor zeichnerisch angedeutet).
Das Muster links unten in dem von Dir verlinkten Bild, zeigt Photonenpaare, bei denen der obere Partner durch die Linse in ihrem Brennpunkt abgebildet wurde, was parallelem Licht vor der Linse entspricht, oder eben Photonen, die alle aus der gleichen Richtung kommen.
| Zitat: | | Befindet sich der Heisenberg-Detektor D1 in der Brennebene der Linse, so wird er nur jene Photonen sehen und detektieren können, die eine, ganz bestimmte Richtung besitzen; jedem Punkt in der Brennebene ist genau ein k-Vektor zugeordnet. Aufgrund der Impulsverschränkung ist die Richtung des Geschwisterphotons ebenfalls exakt bestimmt und auf einen Impuls beschränkt: der Doppelspalt wird kohärent ausgeleuchtet und wir sehen in den Koinzidenzen das zu erwartende Interferenz |
"so wird er nur jene Photonen sehen und detektieren können" deutet ja schon auf eine Auswahl hin und nicht auf eine Manipulation.
D.h. man sieht in dem Bild nur Photonenpaare, die geeignet sind, genau ein Interferenzmuster zu erzeugen und nicht eine verschmierte Überlagerung mehrerer.
In der Münzhaufen-Analogie von Frau Hossenfelder entsteht das Muster unten links dadurch, dass man aus dem Münzhaufen (Rohdaten oder Einzelmessungen am unteren Detektor) alle die entfernt (nicht beachtet) die nicht den entsprechenden k-Vektor haben, der geeignet ist, das Interferenzbild zu erzeugen und - oh Wunder - es bleibt ein Interferenzbild übrig.
Im Bild rechts untern hat man "Münzen" verschiedener k-Vektoren zugelassen und sieht eine Überlagerung verschiedener Interferenzmuster.
(dafür hat man nur die Münzen zugelassen, bei denen die oberen Münzpartner in einem Punkt in der Abbildungsebene landen.)
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Bei dem gerade von uns diskutierten Experiment scheint ja keine Spin-Auftrennung statt zu finden, wie z.B. in dem(Link). Sondern nur eine reine zeitlich-koinzidente Schärfung der Daten bzw. des Bildes.
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Es findet keine Auswahl anhand von Spins statt, sehr wohl aber eine von Impulsen bzw. Richtungen.
Die Koinzidenzmessung dient nach meinem Verständnis dazu, Photonen, die bestimmte Bedingungen erfüllen, auszuwählen.
Will man ein bestimmtes Muster in dem Hossenfelderschen Münzhaufen sehen, dann muss man eben die Münzen auswählen, die diese Muster bilden und die anderen nicht beachten.
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 07. Nov 2022 13:29 Titel: |
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Hallo!
D.h. ohne Koinzidenz-Messgerät, d.h. bei Messung aller verschränkten (gleichfarbigen) Lilo-Photonen beim Empfänger, hätte man dort immer ein festes Muster, unabhängig davon wo der Schieber für den Sender-Detekter steht.
Sonst hätte man ja die Möglichkeit der Informations-Übermittlung durch distinktable Muster.
Da frage ich mich wie dieses Muster ist?
Ein Interferenz-Muster mit Offset, d.h. das Muster, welches man bei Schieber-Position 1.936f oder 1.965f (Abbildung 4.20) in Koinzidenz misst?
Oder das Muster in Abbildung 4.21 bzw. dieses rechts unten.
Nette Grüsse
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 07. Nov 2022 22:32 Titel: |
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| MBastieK hat Folgendes geschrieben: | Hallo!
D.h. ohne Koinzidenz-Messgerät, d.h. bei Messung aller verschränkten (gleichfarbigen) Lilo-Photonen beim Empfänger, hätte man dort immer ein festes Muster, unabhängig davon wo der Schieber für den Sender-Detekter steht.
Sonst hätte man ja die Möglichkeit der Informations-Übermittlung durch distinktable Muster.
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Ja, so verstehe ich das.
Ich hab mir noch den Anfang des Threads durchgelesen.
Im dritten Beitrag ist ein Link zu einer Seite zu finden, in dem ein John G. Cramer am 25.11.2014 so was schreibt:
| Zitat: | Seit 2007 untersuchen wir experimentell und theoretisch die Möglichkeit der Kommunikation mit Hilfe von Quanten-Nichtlokalität, im Wesentlichen durch die Wahl von teilchen- oder wellenartigem Verhalten verschränkter Photonenpaare, um ein Interferenzmuster als Signal aus- und einzuschalten. Im Laufe dieser Arbeit haben wir ein Verständnis für den "Show-Stopper" innerhalb des Quantenformalismus gewonnen, der eine solche nichtlokale Signalübertragung zwischen Beobachtern verhindert. Es handelt sich dabei um die intrinsische Komplementarität zwischen Ein- und Zweiphotonen-Interferenz, ein Effekt, der die potenziellen Signale "auslöscht", indem er zwei Interferenzmuster überlagert, die sich gegenseitig ergänzen, so dass kein wahrnehmbares Interferenzmuster entsteht. Der Höhepunkt dieser Bemühungen ist eine Arbeit, die im Oktober 2014 zur Veröffentlichung in Foundations of Physics eingereicht wurde.
Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)
https://faculty.washington.edu/jcramer/NLS/NL_signal.htm
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eventuell ist das der gleiche Cramer, von dem in dem von Dir verlinkten Artikel so die Rede ist?
| Zitat: | | Wären für den unteren Detektor unbearbeitete Rohdaten aufgezeichnet worden, schätzt Cramer, dass etwa 15 % der eintreffenden Photonen umgewandelt worden wären, und die Muster wären ähnlich gewesen und hätten je nach der Position des oberen Detektors zwei unterschiedliche Zustände gezeigt. Dies ist an sich schon eine bemerkenswerte Entdeckung, die noch bestätigt werden muss. |
Wenn ja, dann hat er wohl sieben Jahre lang versucht, seine Schätzung zu bestätigen und ist dann zum Schluss gekommen, dass er daneben lag.
| MBastieK hat Folgendes geschrieben: |
Da frage ich mich wie dieses Muster ist?
Ein Interferenz-Muster mit Offset, d.h. das Muster, welches man bei Schieber-Position 1.936f oder 1.965f (Abbildung 4.20) in Koinzidenz misst?
Oder das Muster in Abbildung 4.21 bzw. dieses rechts unten.
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IMO eher in Richtung Abb. 4.21. Die zeigt ja die Überlagerung vieler Interferenzmuster, die zu Photonen aus verschiedenen Richtungen gehören.
Wenn man von der Verschränkung und dem oberen Teil des Experiments mal absieht werden hier von einem Kristall in alle Richtungen ausgestrahlte Photonen durch einen Doppelspalt geschickt, ohne die übliche Optik, um kohärentes Licht zu erhalten.
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795
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| Aruna Verfasst am: 08. Nov 2022 06:31 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: |
Wenn man von der Verschränkung und dem oberen Teil des Experiments mal absieht werden hier von einem Kristall in alle Richtungen ausgestrahlte Photonen durch einen Doppelspalt geschickt, ohne die übliche Optik, um kohärentes Licht zu erhalten. |
In Abb. 4.6 ist ja, wie schon geschrieben, dargestellt, wie das Muster "rechts unten" zustande kommt.
Wenn man den oberen Teil ausblendet und nur den Lichtweg ab dem Kristall bis zum Detektor D2 betrachtet, sieht man einen Doppelspalt, der von einer ausgedehnten Lichtquelle (Kristall) mit monochromatischem Licht beleuchtet wird. Da sieht man üblicherweise kein (einzelnes) Inferenzmuster, sondern eben die Überlagerung von verschiedenen überlagerten Interfenzmuster, die zusammen eher einen "verwaschenen Klecks" ("blurry blob") bilden.
Um ein Interferenzmuster zu erhalten, müsste man entweder eine entsprechende Optik in den Lichtweg stellen, die die Impulse der Photonen beeinflussen würde, oder man müsste die Lichtquelle entsprechend verkleinern, so dass die Ausdehnung in der Größenordnung der Wellenlänge liegt. Dann hätte man eine ohne Koindzidenzmesser beobachtbare Interferenz in den Einzelzählraten, aber kein verschränktes Photon mehr, mittels dessen man diese Interferenzen beeinflussen könnte.
Siehe Dopfer Arbeit Seite 46f:
| Zitat: | In einem Gedankenexperiment von Greenberger, Horne und Zeilinger25 demonstrierten die Autoren die Komplementarität von Einzelphotonen- und Koinzidenzinterferenz anhand eines Zwei-Photonen Doppelspalt - Interferenzexperimentes: beide Photonen eines korrelierten
Paares passieren jedes einen Doppelspalt und werden auf einem Schirm detektiert.
Variiert man die Größe der Quelle (analog könnte man auch die Distanz zwischen Quelle und Doppelspalt variieren), können beide Interferenz Typen beobachtet werden, jedoch nie
beide gleichzeitig mit maximalem Kontrast! :
• Quellgröße ≈ λ:
Ist die Größe der Quelle in der Größenordnung der Lichtwellenlänge, so kann es aufgrund von Beugung aus der Quelle keine Impulskorrelationen zwischen den Photonen eines Paares mehr geben. Sie sind völlig unabhängig voneinander.
Je nach Kohärenz der Quelle26 kann Interferenz in den Einzelzählraten beobachtet
werden.
In den Koinzidenzen sind selbstverständlich keine Intensitätsmodulationen mehr zu beobachten, der verschränkte Zwei-Photonen Zustand ist zerstört und die beiden Photonen verhalten sich wie zwei völlig unabhängige Teilchen
• Quellgröße >>λ:
Ist die Quelle groß genug um Impulsverschränkung des Photonenpaares zu erlauben, sehen wir keine Interferenzen in den Einzelzählraten: im Prinzip ließe sich mithilfe des Signal Photons der Weg des Idler nachvollziehen, was ausreicht um jede Interferenz auszulöschen.
In den Koinzidenzen können wir allerdings die Intensitätsmodulationen beobachten.
Aufgrund der Koinzidenzmessung ist jedwede Möglichkeit zur Beschaffung von Weginformation ausgeschlossen. |
Oder auch Quelle 25:
| Zitat: | Bei einer großen Quelle sieht man, wenn man jedes Teilchen [eines verschränkten Paares] einzeln betrachtet, kein Interferenz
Muster. Aber es gibt ein Zwei-Teilchen-Interferenzmuster!
[...]
Beachten Sie, dass man solche Zwei-Teilchen-Interferenzmuster nicht auf einem der beiden Bildschirme aufzeichnen kann; man muss die Koinzidenzen aufzeichnen. |
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MBastieK
Anmeldungsdatum: 06.10.2012
Beiträge: 951
Wohnort: Berlin-Wedding
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| MBastieK Verfasst am: 08. Nov 2022 19:45 Titel: |
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Hallo!
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Meinst Du denn, das Muster rechts unten sei ohne den Koinzidenz-Messer entstanden?
Das Muster rechts unten zeigt die von der Position des unteren Detektors (x-Achse) abhängigen Koinzidenzzählraten, wenn der obere Detektor... |
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | MBastieK hat Folgendes geschrieben: | Da frage ich mich wie dieses Muster ist?
Ein Interferenz-Muster mit Offset, d.h. das Muster, welches man bei Schieber-Position 1.936f oder 1.965f (Abbildung 4.20) in Koinzidenz misst?
Oder das Muster in Abbildung 4.21 bzw. dieses rechts unten.
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IMO eher in Richtung Abb. 4.21. |
Dem enstprechend müsste dieses Muster bei Ortmessung unabhängig davon sein, ob in koinzidenz oder nicht-koinzidenz(einzeln/frei) gemessen.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | eventuell ist das der gleiche Cramer, von dem in dem von Dir verlinkten Artikel so die Rede ist? |
Ja, das müsste John G. Cramer sein.
Professor of physics at the University of Washington in Seattle.
Hier noch ein paar Zitate aus der Dissertation von Birgit Dopfer, auf die ich später vielleicht noch näher eingehen werde. Sowie eventuell näher auf Ihre Ausführungen.
| Zitat: | | Nur unter dieser Bedingung können Interferenzen in den Einzelzählraten beobachtet werden: In unserem Aufbau werden wir daher kein Interferenzmuster in den Einzelzählraten beobachten können |
| Zitat: | | Das Verhältnis von ”richtigen”, korrelierten Photonenpaaren zu zwei zufällig koinzidenten Photonen entspricht dabei etwa 300:1. |
Ansonsten überlege ich gerade wie so ein ausgleichendes und symmetrisches Interferenz-Muster(angehängtes Bild*) beim Empfänger entstehen kann, welches zusammen mit dem Interferenz-Muster in Koinzidenz für Impuls-Messung bzw. Orts-Informations-Vernichtung zu dem vermuteten Blurry-Blob in Nicht-Koinzidenz wird.
*oder ein solches Interferenz-Muster mit geringerem Kontrast
Nette Grüsse
| Beschreibung: |
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Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 09. Nov 2022 13:24, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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