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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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 antaris Verfasst am: 24. Jul 2025 10:29 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Aber meine Kernaussage, dass Photonen Teilcheneigenschaften haben und bei Experimenten auch behalten, falls sie nicht durch Absorption aufgelöst werden, sehe ich nicht als widerlegt. |
Doch, erst bei der Absorption bzw. dem Detektorereignis zeigt sich ja der Teilchencharakter und nicht schon vorher.
Delayed-choice gedanken experiments and their realizations
bzw. Arxiv preprint: https://arxiv.org/abs/0801.0979
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Hinterfrage alles! Warum?
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 24. Jul 2025 20:20 Titel: |
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Danke für Dein Feedback, und natürlich auch Dank an Prof. Neumaier, Sonnenwind u.a. für die Auseinandersetzung mit meinen laienhaften Gedanken.
Nach meinen bisherigen Erkenntnissen zur QM ist man sich unter den Experten einig, dass es keine halben Photonen gibt, weder halbe Photonenteilchen noch halbe Photonenwellenpakete.
Trotzdem assoziiert man beim Interferometer, dass ein Photon nach dem ersten Beamsplitter sich aufteilt auf zwei Wege. Bei der Beschreibung des Photons als Wellenpaket ist die Aussage, dass es keine halben Photonen gibt, offensichtlich kein Problem.
Wenn man in dem Interferometer halbe Wellenpakete zur Interferenz bringt, dann gehören dazu konsequenterweise auch halbe Teilchen, die sich für ein Detektionsereignis in dem einen oder dem anderen Detektor vorher verbinden (an dem Ort des 2. Beamsplitters oder wo auch immer).
Zitat Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Delayed-Choice-Experiment#cite_ref-Wheeler1983_3-0
"Das Resultat kurz gefasst: Ohne den letzten halbdurchlässigen Spiegel im Lichtweg verhalten sich Photonen wie Teilchen, die als solche nur auf einem der zwei Wege fliegen können; aber mit dem Spiegel ist jedes Photon als Welle auf beiden Wegen gekommen. Der Gedanke liegt nahe, dass diese Wahl beim Passieren des ersten Strahlteilers getroffen worden sein müsste."
Ich wusste nicht, dass Photonen eine Wahl haben ("Bin ich heute mehr Welle oder mehr Teilchen?") Scherz beiseite.
Photonen sind beides, ... gleichzeitig. (das ist z.Zt. meine Vorstellung. Und ja, ich weiß, dass "Vorstellung" in der Quantenwelt ein heikles Thema ist).
Kommen wir zurück zu dem Doppelspaltexperiment. Zitat aus "Delayed-choice gedanken experiments and their realizations" Abschnitt Introduction: "If, however, detectors are not placed at the slits but at a larger distance, the superposition state will evolve into a state which gives rise to an interference pattern, reflecting the wave character of the system."
Hinter dem Doppelspalt wird also die Welleneigenschaft des Photons angenommen, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass der Lichtdruck, gemessen in den Bereichen wo das Interferenzmuster ein Maximum hat, größer Null ist. Das heißt, hier liegt Teilcheneigenschaft vor und dies erklärt dann übrigens auch, warum die Wellenfunktion an einem punktförmigen Ort eine Reaktion auslöst, d.h. kollabiert. |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 24. Jul 2025 20:59 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | Nach meinen bisherigen Erkenntnissen zur QM ist man sich unter den Experten einig, dass es keine halben Photonen gibt, weder halbe Photonenteilchen noch halbe Photonenwellenpakete.
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Das stimmt.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Trotzdem assoziiert man beim Interferometer, dass ein Photon nach dem ersten Beamsplitter sich aufteilt auf zwei Wege.
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Das stimmt nicht. Das Photon ist immer eine Welle, die den ganzen Raum ausfüllt, Aber die Intensität (Energiedichte) eines Photons nur dort signifikant, wo der Strahl (vor dem Beamsplitter) oder die Strahlen (dahinter) sind.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Photonen sind beides, ... gleichzeitig. (das ist z.Zt. meine Vorstellung. Und ja, ich weiß, dass "Vorstellung" in der Quantenwelt ein heikles Thema ist).
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Das stimmt nicht. Das Photon ist immer eine Welle, und kann nur dann als ein Teilchen aufgefasst werden, wenn die Intensität nur entlang eines Strahls signifikant ist. Das nennt man die Näherung der geometrischen Optik.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
dass der Lichtdruck, gemessen in den Bereichen wo das Interferenzmuster ein Maximum hat, größer Null ist. Das heißt, hier liegt Teilcheneigenschaft vor . |
Nein. Das heisst nur, dass die auftreffende Welle einen Lichtdruck verursacht, der proportional zu seiner Energiedichte ist. |
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 24. Jul 2025 21:27 Titel: |
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Ich war bishar davon ausgegangen, dass der Lichtdruck durch den Impuls der Photonen hervorgerufen wird. Liege ich da falsch? Und wenn ja, wie entsteht dann der Lichtdruck? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 24. Jul 2025 22:25 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | Zitat Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Delayed-Choice-Experiment#cite_ref-Wheeler1983_3-0
"Das Resultat kurz gefasst: Ohne den letzten halbdurchlässigen Spiegel im Lichtweg verhalten sich Photonen wie Teilchen, die als solche nur auf einem der zwei Wege fliegen können; aber mit dem Spiegel ist jedes Photon als Welle auf beiden Wegen gekommen. Der Gedanke liegt nahe, dass diese Wahl beim Passieren des ersten Strahlteilers getroffen worden sein müsste."
Ich wusste nicht, dass Photonen eine Wahl haben. |
Wie so oft versteht man derartiges umso besser, je weniger deutsche Wikipedia man konsumiert
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das heißt, hier liegt Teilcheneigenschaft vor und dies erklärt dann übrigens auch, warum die Wellenfunktion an einem punktförmigen Ort eine Reaktion auslöst, d.h. kollabiert. |
Das erklärt gar nichts.
Die Teilcheneigenschaften erklären nicht die Beobachtung, sondern man beobachtet etwas und bezeichnet das dann als "Teilchen". Vorsichtiger wäre "lokalisiertes Detektorereignis". Eine Erklärung in der Physik wäre die Berechnung desselben mittels der QED für ein einzelnes Ereignis – s.o. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 24. Jul 2025 22:28 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Ich war bishar davon ausgegangen, dass der Lichtdruck durch den Impuls der Photonen hervorgerufen wird. Liege ich da falsch? Und wenn ja, wie entsteht dann der Lichtdruck? |
Der Lichtdruck kann bereits klassisch mittels der Elektrodynamik berechnet werden.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 27. Jul 2025 01:06 Titel: |
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| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: |
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Trotzdem assoziiert man beim Interferometer, dass ein Photon nach dem ersten Beamsplitter sich aufteilt auf zwei Wege.
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Das stimmt nicht. Das Photon ist immer eine Welle, die den ganzen Raum ausfüllt, Aber die Intensität (Energiedichte) eines Photons nur dort signifikant, wo der Strahl (vor dem Beamsplitter) oder die Strahlen (dahinter) sind.
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Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? Ich vermute es ist der Labor-Raum gemeint. Das löst bei mir die Assoziation „Pfad-Integralmethode“ aus. Das Photon kann man im ganzen Raum vermuten, aber mit einer Wahrscheinlichkeit von signifikant größer Null nur auf den möglichen Bahnen. (nur wenn das Photon auf ein Staubteilchen trifft, was bei Doppelspalt-Experimenten mit einem Laser-Pointer in meinem Keller häufiger passiert, ist es deutlich woanders anzutreffen, d.h. nachzuweisen). Wie weit sich ein Photon räumlich ausdehnt, war schon an anderen Stellen hier im Forum diskutiert worden. Da habe ich aber bisher leider noch keine erschöpfende Antwort erhalten.
| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: |
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Photonen sind beides, ... gleichzeitig. (das ist z.Zt. meine Vorstellung. Und ja, ich weiß, dass "Vorstellung" in der Quantenwelt ein heikles Thema ist).
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Das stimmt nicht. Das Photon ist immer eine Welle, und kann nur dann als ein Teilchen aufgefasst werden, wenn die Intensität nur entlang eines Strahls signifikant ist. Das nennt man die Näherung der geometrischen Optik.
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In dem Artikel "Delayed-choice gedanken experiments and their realizations"
(Dank an antaris für den link https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.88.015005?utm_source=chatgpt.com )
findet man die Aussage: "Following the language of Wheeler, the photon must consequently be in a superposition of particle and wave at the same time." mit einer dazu passenden Formel (10) in dem Artikel.
Soweit ich bisher die Verwendung des Begriffs Superposition gesehen habe, bedeutete es immer: "es ist beides" mit einer gewissen Wahrscheinlichkeitsaufteilung.
Die Kopenhagener Interpretation postuliert, dass Quantenobjekten vor einer Messung keine Eigenschaften zugeschrieben werden können, insbesondere nicht, ob es Teilchen oder Welle ist. Welche anderen Interpretationen kommen ohne dieses Postulat aus?
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Der Lichtdruck kann bereits klassisch mittels der Elektrodynamik berechnet werden. |
Aber dies berücksichtigt nicht die besonderen Eigenschaften von Quantenobjekten.
Da ich die deutsche Wikipedia nicht mehr benutzen darf bzw. soll ;-), auf der englischen Wikipedia-Seite zum Strahlungsdruck findet man folgende Aussage:
"Radiation pressure in terms of photons
See also: Photons and Momentum
Electromagnetic radiation can be viewed in terms of particles rather than waves; these particles are known as photons."
(die deutsche Seite spricht hier übrigends vornehm zurückhaltend von "Teilchen-Modell" in der Überschrift, ohne Photonen mit Teilchen gleichzusetzen) |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 27. Jul 2025 09:46 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? |
Letzteres.
Soweit ich das Reeh–Schlieder-Theorem richtig verstanden habe, kann man mittels der mathematischen Methoden der QFT keine Zustände erzeugen, die "strikt innerhalb eines Bereiches lokalisiert sind, d.h. außerhalb exakt wir das Vakuum aussehen". Ein lokaler Operator erzeugt also immer einen Zustand, der sich überall vom Vakuum unterscheidet; in der Praxis fällt er natürlich räumlich extrem schnell ab. Interessanterweise bleibt die Theorie dennoch mikro-kausal.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon kann man im ganzen Raum vermuten, aber mit einer Wahrscheinlichkeit von signifikant größer Null nur auf den möglichen Bahnen … |
In einer realistischen Interpretation – siehe Titel – beschreibt der Zustand aber nicht die Wahrscheinlichkeit einer Messung sondern das Photon an sich. Und in der TI wird darauf Wert gelegt, dass das Photon nie von anderen Freiheitsgraden separiert betrachtet werden kann; es ist also immer verschränkt mit Quelle und Umgebung.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das löst bei mir die Assoziation „Pfad-Integralmethode“ aus. |
Pfadintegrale bringen nichts, sie sind mathematisch hoffnungslos undefiniert und taugen meist nur für asymptotische Zustände und Streutheorie. Wann immer man damit lokale Physik betreibt – insbs. in der Lattice-QCD – betrachtet man eine imaginäre Zeit was statt der unitären Zeitentwicklung einer Diffusion entspräche, wobei die Transformation = Wick-Rotation zwischen reeller und imaginärer Zeit postuliert wird jedoch innerhalb der QFT nicht bewiesen werden kann. In der Lattice-QCD werden sozusagen mittels eines stochastischen Prozesses Zustände erzeugt, aus denen man physikalische Größen wie Masse, elektrische und magnetische Momente etc. tatsächlich sehr gut extrahieren kann, jedoch keine Zeitentwicklung.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Wie weit sich ein Photon räumlich ausdehnt, war schon an anderen Stellen hier im Forum diskutiert worden. Da habe ich aber bisher leider noch keine erschöpfende Antwort erhalten. |
Man kann dazu Zustände aus der Quantenoptik betrachten, wobei Prof. Neumaier selbst immer wieder betont, dass dies für stationäre Quellen bzw. Strahlen gut verstanden ist, jedoch noch nicht für Quellen von Einzelphotonen.
Das ist aber gerade keine Frage einer Interpretation der QFT sondern einer noch unverstanden Fragestellung der mathematischen Physik.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | In dem Artikel "Delayed-choice gedanken experiments and their realizations" findet man die Aussage: "Following the language of Wheeler, the photon must consequently be in a superposition of particle and wave at the same time." mit einer dazu passenden Formel (10) in dem Artikel. |
Ohne den Artikel gelesen zu haben klingt das ungefähr so sinnvoll wie eine Addition von Äpfeln und Schöpfungsgeschichten.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Soweit ich bisher die Verwendung des Begriffs Superposition gesehen habe, bedeutete es immer: "es ist beides" mit einer gewissen Wahrscheinlichkeitsaufteilung. |
Superposition bedeutet in der Quantenmechanik, dass ein Vektor v dargestellt werden kann als Summe anderer Vektoren
Was nicht in dieses Schema fällt klingt nach "abuse of language".
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Die Kopenhagener Interpretation postuliert, dass Quantenobjekten vor einer Messung keine Eigenschaften zugeschrieben werden können, insbesondere nicht, ob es Teilchen oder Welle ist. Welche anderen Interpretationen kommen ohne dieses Postulat aus? |
Insbs. die MWI und die TI behaupten, dass einem Quantenobjekt – oder realistischerweise Quantensystem ohne künstliche Trennung in Quantenobjekt + Messgerät + … – immer eine einzige fundamentale Eigenschaft zukommt, nämlich gerade das, was wir mathematisch als Quantenzustand bezeichnen (im der QM oft die Wellenfunktion). Und die TI betont, dass daraus abgeleitete Größen wie Matrixelemente, Korrelationsfunktionen … nicht zwingend aufgefasst werden müssen als stochastische Größen, im Mittel, für ein Ensemble, sondern als Eigenschaften eines einzelnen Systems.
Die TI ersetzt also das anti-realistische Brainwashing Bohrs und die phantasievolle Interpretation unzureichender Modellen nach Everett et al. durch die Aufforderung, konkrete und präzise Physik zu betreiben.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: |
Der Lichtdruck kann bereits klassisch mittels der Elektrodynamik berechnet werden. |
Aber dies berücksichtigt nicht die besonderen Eigenschaften von Quantenobjekten.
Da ich die deutsche Wikipedia nicht mehr benutzen darf bzw. soll ;-), auf der englischen Wikipedia-Seite zum Strahlungsdruck findet man folgende Aussage:
"Radiation pressure in terms of photons
See also: Photons and Momentum
Electromagnetic radiation can be viewed in terms of particles rather than waves; these particles are known as photons." |
Zumeist wird entweder mit rein klassischen Teilchen argumentiert, was letztlich Quatsch ist, oder es wird der Strahlungsdruck oder irgendwas anderes mittels der Elektrodynamik berechnet und anschließend "durch hf dividiert", was auch Quatsch ist. Es veranschaulicht in Spezialfällen, dass beides irgendwie zusammenhängt, erklärt aber letztlich nicht, wie, warum, oder warum nicht.
Die eigentliche Aufgabe, die die TI stellt, lautet, im Rahmen der QFT mittels geeigneter mathematischer Methoden hinreichend realistische Zustände für einzelne Systeme zu konstruieren und deren Zeitentwicklung hinreichend präzise zu berechnen, so dass daraus die bekannten Phänomene im Einzelfall folgen – oder meinetwegen zu zeigen, dass dies unmöglich ist. Die Tradition der letzten 100 Jahre besteht aber leider darin, diese Fragestellung zunächst zu verbieten bzw. zu ignorieren … oder es bei völlig unzureichenden Modellen und dem MWI-Storytelling zu belassen.
Mich hat von der TI überzeugt, nicht, dass sie richtig wäre, sondern dass sie falsch sein kann. Vieles zuvor war nach Pauli oft noch nicht einmal das.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 27. Jul 2025 13:01 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Ein lokaler Operator erzeugt also immer einen Zustand, der sich überall vom Vakuum unterscheidet; |
instantan? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 27. Jul 2025 22:15 Titel: |
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Nicht wirklich.
Ein etwas hinkender Vergleich: mittels
erzeugt man eine Anregung im harmonischen Oszillator, aber das ist weder ein Vorgang in der Zeit, noch verletzt es die Energieerhaltung; es ist eine rein formale Notation.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 28. Jul 2025 00:17 Titel: |
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Letztendlich handelt es sich um ein mathematisches Objekt der algebraischen QFT und beschreibt die Eigenschaften von Verschränkung und Zyklizität des Vakuums aber hat keine physikalische Entsprechung, ist nicht beobachtbar o.ä.
E. Witten, Seite 13: https://arxiv.org/pdf/1803.04993
| Zitat: | The Reeh-Schlieder theorem says that, in quantum field theory, if AV and AV′ are the algebras
of operators supported in complementary regions of spacetime, then similarly the vacuum is a cyclic separating vector for this pair of algebras.8 This might make one suspect that the Hilbert space H should be factored as H = HV ⊗ HV′ , with the vacuum being a fully entangled vector in the sense that the coefficients analogous to ck are all nonzero. This is technically not correct. If it were correct, then picking ψ ∈ HV , χ ∈ HV′ , we would get a vector ψ ⊗ χ ∈ H with no entanglement between observables in V and those in V′. This is not what happens in quantum field theory. In quantum field theory, the entanglement entropy between adjacent regions has a universal ultraviolet divergence, independent of the states considered. The leading ultraviolet divergence is the same in any state as it is in the vacuum, because every state looks like the vacuum at short distances. The universality of this ultraviolet divergence means that it reflects not a property of any particular state but rather the fact that H cannot be factored as HV ⊗ HV′ . |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 28. Jul 2025 01:50 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | das ist weder ein Vorgang in der Zeit, noch verletzt es die Energieerhaltung; es ist eine rein formale Notation. |
dafür gibt es also keine realistische Interpretation? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 28. Jul 2025 06:53 Titel: |
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| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | das ist weder ein Vorgang in der Zeit, noch verletzt es die Energieerhaltung; es ist eine rein formale Notation. |
dafür gibt es also keine realistische Interpretation? |
Du musst nicht jeden Term realistisch interpretieren.
In der QED treten in der Coulomb-WW Terme mit je zwei Erzeugern und Vernichtern auf, wobei über alle Kombinationen der Impulse summiert wird. Die realistische Interpretation findet aber nicht auf der Ebene statt, sondern für den Hamiltonian H bzw. den Zeitentwicklungsoperator exp(-iHt).
Man interpretiert weder die Störungsreihe für ein drei-Körper-Problem in der Newtonschen Mechanik Term für Term realistisch, noch die QED je einzelnem Feynman-Diagramm.
Diese "ständige Erzeugung und Vernichtung von Teilchen im Vakuum" resultiert aus der Betrachtung dieser einzelnen Terme, aber das ist nicht Bestandteil realistischer Interpretationen. Realistisch bedeutet nicht "anschaulich für jede Formel" sondern "der Zustandsvektor beschreibt die Realität".
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 28. Jul 2025 07:40 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | [ Realistisch bedeutet nicht "anschaulich für jede Formel" sondern "der Zustandsvektor beschreibt die Realität". |
Was wäre dann die realistische Antwort auf diese Frage?:
| Zitat: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 28. Jul 2025 09:38 Titel: |
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Jeder einigermaßen realistische Zustand, der mathematisch durch einen Operator A(U) mit lokalem Support innerhalb in einer Region U "erzeugt" wird, wäre zwar nicht exakt innerhalb U lokalisiert, jedoch in extrem guter Näherung, z.B. im Sinne eines Wellenpakets.
Sämtliche Matrixelemente derartiger Zustände und weiterer Operatoren B(V) mit lokalem Support in V, wobei V und U disjunkt und raumartige sind, können diese Delokalisierung nicht "detektieren".
Das Theorem ist also verträglich mit der Behauptung, dass lokale, messbare Eigenschaften mit anderen derartigen Operatoren B(V) beschrieben bzw. dass Messungen mit derartigen Operatoren assoziiert werden.
Allerdings ist das nur die halbe Wahrheit: in einer realistischen Interpretation der Quantenmechanik bzw. Quantenfeldtheorie werden "Photonen" und alles andere immer und ausschließlich als "Bestandteil" des einen Zustandsvektors bzw. der einen Dichtematrix "erzeugt", und zwar ausschließlich im Zuge der unitären Dynamik mittels U = exp(-iHt), nicht mittels derartiger lokalisierter Operatoren; diese spielen ggf. eine Rolle bei der Konstruktion oder im Rahmen von Näherungen.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 28. Jul 2025 11:20 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | ... diese spielen ggf. eine Rolle bei der Konstruktion oder im Rahmen von Näherungen. |
Du meinst die lokalen Operatoren und Algebren spielen nur eine Rolle bei der Konstruktion oder im Rahmen von Näherungen?
Das wird in Witten seinem paper (https://arxiv.org/pdf/1803.04993) aber ganz anders dargestellt.
Witten schreibt, dass H z.B. nicht "einfach so" faktorisiert werden kann, da dies bedeuten würde, dass die faktorisierten Regionen des Vakuums dann nicht verschränkt wären, was aber der der universellen UV‑Divergenz der Entropie widersprechen würde. Das bedeutet wiederum, dass jeder Ort des Vakuums mit jedem anderen Ort verschränkt ist.
E. Witten, Seite 13: https://arxiv.org/pdf/1803.04993
| Zitat: | The Reeh-Schlieder theorem says that, in quantum field theory, if AV and AV′ are the algebras
of operators supported in complementary regions of spacetime, then similarly the vacuum is a cyclic separating vector for this pair of algebras.8 This might make one suspect that the Hilbert space H should be factored as H = HV ⊗ HV′ , with the vacuum being a fully entangled vector in the sense that the coefficients analogous to ck are all nonzero. This is technically not correct. If it were correct, then picking ψ ∈ HV , χ ∈ HV′ , we would get a vector ψ ⊗ χ ∈ H with no entanglement between observables in V and those in V′. This is not what happens in quantum field theory.
In quantum field theory, the entanglement entropy between adjacent regions has a universal ultraviolet divergence, independent of the states considered. The leading ultraviolet divergence is the same in any state as it is in the vacuum, because every state looks like the vacuum at short distances. The universality of this ultraviolet divergence means that it reflects not a property of any particular state but rather the fact that H cannot be factored as HV ⊗ HV′ . |
Aus dem letzten Absatz lese ich heraus, dass jeder Zustand im UV Bereich dem kurzwelligen Vakuumzustand entspricht. Das ist m.E. ein ziemlich wichtiger Punkt, wenn man über UV-Fixpunkte nachdenkt
Oder habe ich was falsch verstanden?
Anders gefragt: Wenn man IR und UV Effekte auf allen Skalen in einem Modell einheitlich beschreiben wollen würde, dann muss auf die AQFT zurückgegriffen werden, da in der Standard-QFT kein globaler bzw. kein gemeinsamer Fock-Raum definiert werden kann. Die Fockraumzerlegung funktioniert in sehr guter Näherung im freien, also wechselwirkungsfreien Vakuum. Können Wechselwirkungen in einem realistischen Modell nicht vernachlässigt werden, funktioniert die Fockraumzerlegung nicht mehr?
Will man ein realistisches Modell finden, so kann dies nicht aus einzelnen Teilen zusammengestückelt werden?
Das betrifft die emergente Raumzeit aber genauso ist m.E. auch die Fockraumzerlegung ein einzelnes Modell, innerhalb eines universellen Rahmen. Die AQFT kann IR und UV in einem Modell beschreiben und wäre demnach der universellere Rahmen.
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Man vergleiche das mit Wasser und Eis: die Existenz von Eis ist nicht in der Quantenmechanik eingebaut, es handelt sich um zwei verschiedene Phasen des selben Quantensystems, die aus der Dynamik (dem Hamilton-Operator) und weiteren Spezifika (Druck, Temperatur) folgen. Dahin muss man m.E. auch bei der emergenten Raumzeit. Ansätze, die das nicht beachten, wären vergleichbar damit, dass man zig Varianten der Quantenmechanik konstruiert (für Wasser, Eis, Wasserdampf ... Luft ... Eisen ...), wobei das doch nur einzelne Modelle innerhalb eines universellen quantenmechanischen Rahmens sind. |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 28. Jul 2025 14:10 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? Ich vermute es ist der Labor-Raum gemeint. |
Die in der Praxis modellierten Photonen bewegen sich in einem homogenen Medium (Vakuum, Luft, Glas,...). Die Wellenfunktion eines Photons ist eine Lösung der Maxwellgleichungen in diesem homogenen Medium - soweit dies eben reicht, mit Randbedingungen, die durch die Art, wie dieses Medium begrenzt ist, gegeben sind.
Bei typischen Laborexperimenten ist das Medium die Luft im Labor, und die experimentelle Anordnung sorgt dafür, dass die Wellenfunktion fast überall unmessbar winzig ist ausser dort, wo man es will.
1. Die Wellenfunktion eines einzelnes Photons in einem Laserstrahl ist (mit hoher Genauigkeit) auf ein Wellenpaket konzentriert, das sich entlang dieses Strahls bewegt.
2. Passiert das Photon einen Beamsplitter, so ist die Wellenfunktion des Photons danach eine Superposition zweier Wellenpakete halber Intensität, die sich entlang von zwei Strahlen bewegen - es ist aber immer noch ein einzelnes Photon!
3. Und nach Passage eines Doppelspalts ist die Wellenfunktion des Photons danach eine Superposition zweier Kugelwellen mit (wegen der zeitlichen Ausdehnung der Kugelwellen) zeitlich abnehmender Intensität - es ist aber immer noch ein einzelnes Photon!
Von einem Teilchen kann man nur im ersten Fall (1.) reden! |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 28. Jul 2025 19:47 Titel: |
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| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? Ich vermute es ist der Labor-Raum gemeint. |
Die in der Praxis modellierten Photonen bewegen sich in einem homogenen Medium (Vakuum, Luft, Glas,...). Die Wellenfunktion eines Photons ist eine Lösung der Maxwellgleichungen in diesem homogenen Medium - soweit dies eben reicht, mit Randbedingungen, die durch die Art, wie dieses Medium begrenzt ist, gegeben sind. |
Dann kann man ja komplett auf den Begriff des Photons verzichten. Zumal Wellenpakete allgemeiner Art sicher nicht die Bedingung E=hf erfüllen müssen, selbst dann, wenn die Frequenz des Wellenpakets relativ scharf eingegrenzt ist.
Wie kommt denn das Plancksche Wirkungsquantum in die Maxwellgleichungen?
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 29. Jul 2025 12:36 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? Ich vermute es ist der Labor-Raum gemeint. |
Die in der Praxis modellierten Photonen bewegen sich in einem homogenen Medium (Vakuum, Luft, Glas,...). Die Wellenfunktion eines Photons ist eine Lösung der Maxwellgleichungen in diesem homogenen Medium - soweit dies eben reicht, mit Randbedingungen, die durch die Art, wie dieses Medium begrenzt ist, gegeben sind. |
Dann kann man ja komplett auf den Begriff des Photons verzichten.
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Nicht ganz, denn es gibt ja auch Zustände mit mehr als einem Photon!
Derren Wellenfunktion ist dann eine Superposition von Produkten der Wellenfunktionen der einzelnen Teilchen, in einem Hilbertraum von Funktionen mit N-mal sovielen Variablen, und nicht mehr so anschaulich als Welle im Raum interpretierbar.
| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | [
Zumal Wellenpakete allgemeiner Art sicher nicht die Bedingung E=hf erfüllen müssen, selbst dann, wenn die Frequenz des Wellenpakets relativ scharf eingegrenzt ist.
Wie kommt denn das Plancksche Wirkungsquantum in die Maxwellgleichungen? |
Wenn die Welle quasimonochromatisch ist (also typischerweise für einen Laserstrahl), gilt diese Beziehung in einer entsprechenden Näherung. |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 29. Jul 2025 13:32 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | Dafür habe ich ja die TI entwickelt. Sie geht über das DRP hinaus, indem sie Aussagen úber Einzelereignisse macht. Diese müssen gelten, wenn es überhaupt eine realistische Interpretation gibt - also wenn man jedem Quantensystem einen Zustand zuordnen kann. Denn sie entsprechen den Beobachtungen und unserem Wissen über makroskopische Systeme, wie man es aus der Quantenmechanik herleiten kann. |
Diese Aussagen kann man gar nicht oft wiederholen, da immer noch zu viele Leute die Quantenmechanik rein auf Ensembles anwenden möchten, so als gäbe es keine Einzelereignisse. Für mich ist die Quantenmechanik entweder in der Lage, diese zu erklären, oder sie ist unvollständig.
Daran hat sich seit Einsteins Diskussionen mit Bohr nichts geändert. |
Ich würde gerne auf die Diskussion in astronews antworten, aber obwohl ich mich dort am 15. Juli angemeldet habe, heisst es dort immer noch: ''Du hast keine ausreichenden Rechte, um hier zu antworten. Dein Konto wartet derzeit auf eine Bestätigung durch einen Administrator. Du erhältst eine E-Mail wenn eine Entscheidung getroffen wurde.'' Sind alle Administratoren dort seit zwei Wochen im Urlaub? |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 29. Jul 2025 14:07 Titel: |
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[quote="A.Neumaier"] | A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | Nicht ganz, es gibt ja auch Zustände mit mehr als einem Photon!
Deren Wellenfunktion ist dann eine Superposition von Produkten der Wellenfunktionen der einzelnen Teilchen, in einem Hilbertraum von Funktionen mit N-mal sovielen Variablen, und nicht mehr so anschaulich als Welle im Raum interpretierbar. |
Und dann gibt es noch Licht in einer Superposition von Wellenfunktionen mit verschiedenen Photonenzahlen. Das ist sogar der Normalfall. Z.B. ist der von einem normalen Laserstrahl generierte Zustand des Lichts (wenn man von der
Polarisation absieht) in guter Approximation ein kohärenter Zustand, also
psi = |0>+alpha*|1>+alpha^2/2*|2>++alpha^3/6*|3>+....,
wo |N> ein N-Photonenzustand ist und alpha die Intensität. |
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Sonnenwind
Anmeldungsdatum: 25.04.2022
Beiträge: 906
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| Sonnenwind Verfasst am: 29. Jul 2025 14:36 Titel: |
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| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: | | A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? Ich vermute es ist der Labor-Raum gemeint. |
Die in der Praxis modellierten Photonen bewegen sich in einem homogenen Medium (Vakuum, Luft, Glas,...). Die Wellenfunktion eines Photons ist eine Lösung der Maxwellgleichungen in diesem homogenen Medium - soweit dies eben reicht, mit Randbedingungen, die durch die Art, wie dieses Medium begrenzt ist, gegeben sind. |
Dann kann man ja komplett auf den Begriff des Photons verzichten.
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Nicht ganz, denn es gibt ja auch Zustände mit mehr als einem Photon!
Derren Wellenfunktion ist dann eine Superposition von Produkten der Wellenfunktionen der einzelnen Teilchen, in einem Hilbertraum von Funktionen mit N-mal sovielen Variablen, und nicht mehr so anschaulich als Welle im Raum interpretierbar. |
Das beschreibt dann wohl die Verschränkung, also die Beziehung der Wahrscheinlichkeiten für Feldstärken (bzw. Potentiale) auf (insbesondere raumartigen) Distanzen.
Soweit klar. Diese Art der Verschränkung kann aber auch ohne das Plancksche Wirkungsquantum formuliert werden. Weiter s.u. ->
| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: |
Zumal Wellenpakete allgemeiner Art sicher nicht die Bedingung E=hf erfüllen müssen, selbst dann, wenn die Frequenz des Wellenpakets relativ scharf eingegrenzt ist.
Wie kommt denn das Plancksche Wirkungsquantum in die Maxwellgleichungen? |
Wenn die Welle quasimonochromatisch ist (also typischerweise für einen Laserstrahl), gilt diese Beziehung in einer entsprechenden Näherung. |
Aber warum sollte im Laserstrahl immer E_gesamt = n * h * f gelten, mit n als natürlicher Zahl?
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Das Photon: Eine Geschichte voller Missverständnisse. |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 29. Jul 2025 15:13 Titel: |
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| Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: |
| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | Sonnenwind hat Folgendes geschrieben: |
Zumal Wellenpakete allgemeiner Art sicher nicht die Bedingung E=hf erfüllen müssen, selbst dann, wenn die Frequenz des Wellenpakets relativ scharf eingegrenzt ist.
Wie kommt denn das Plancksche Wirkungsquantum in die Maxwellgleichungen? |
Wenn die Welle quasimonochromatisch ist (also typischerweise für einen Laserstrahl), gilt diese Beziehung in einer entsprechenden Näherung. |
Aber warum sollte im Laserstrahl immer E_gesamt = n * h * f gelten, mit n als natürlicher Zahl? |
Das gilt ja gar nicht! Da das Licht im Laserstrahl eine Superposition von Zuständen mit verschiedener Photonenzahl ist, ist n als Zahl gar nicht wohldefiniert. Statt dessen ist E_gesamt = <N> * h * f, wo N der Photonzahloperator ist. |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 1383
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 29. Jul 2025 19:35 Titel: |
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| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: |
Ich würde gerne auf die Diskussion in astronews antworten, aber obwohl ich mich dort am 15. Juli angemeldet habe, heisst es dort immer noch: ''Du hast keine ausreichenden Rechte, um hier zu antworten. Dein Konto wartet derzeit auf eine Bestätigung durch einen Administrator. Du erhältst eine E-Mail wenn eine Entscheidung getroffen wurde.'' Sind alle Administratoren dort seit zwei Wochen im Urlaub? |
Ich habe den Admin angeschrieben. Sie sind nun freigeschaltet.
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Hinterfrage alles! Warum?
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 29. Jul 2025 21:21 Titel: |
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| A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Das Photon erfüllt den ganzen Raum!? Das Labor oder gar das ganze Universum? Ich vermute es ist der Labor-Raum gemeint. |
Die in der Praxis modellierten Photonen bewegen sich in einem homogenen Medium (Vakuum, Luft, Glas,...). Die Wellenfunktion eines Photons ......
Von einem Teilchen kann man nur im ersten Fall (1.) reden! |
Zunächst erstmal Danke für die Rettung aus dem Sumpf von QFT, AQFT, Reeh-Schlieder theorem usw. (ich entschuldige mich bei den Experten für diese Formulierung, aber als Ingenieur kann ich mich hier halt nur an Experimenten und Interpretationen festhalten).
Die Formulierung „in der Praxis modellierten Photonen“ ist schon ein bisschen lustig, da modellieren immer theoretisch ist. Ich gehe davon aus, dass Praxis hier die Arbeit im Optiklabor meint.
Mit der Aussage am Ende Ihres Beitrags bin ich (mal wieder) nicht einverstanden.
Was würde passieren, wenn das Postulat zur Komplementarität von Welle und Teilchen für ungültig erklärt wird? Welche experimentellen Ergebnisse könnten dann nicht mehr erklärt werden?
Ich bin (für viele Teilnehmer hier „leider“) immer noch der Meinung, Photonen sind beides: Welle und Teilchen. Begründung:
1. Photonen zeigen bei Experimenten sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.
2. Beim Doppelspaltexperiment sorgen der Wellenanteil für die Ablenkung und der Teilchenanteil für die punktuelle Reaktion auf der Photoplatte oder in dem Detektorarray.
3. Bei Elektronen und anderen massebehafteten Teilchen hat man die Welleneigenschaft akzeptiert.
4. Bei langen Reisen (viele Lichtjahre) behält das Photon seine Form als Wellenpaket (nach dem huygensschen Prinzip an den Rändern müsste es eigentlich in der Breite auseinander laufen).
5. Die Arbeit „Einstein’s Photon Concept Quantified by the Bohr Model of the Photon” von Geoffrey Hunter, Camil Alexandrescu und Marian Kowalski beschreibt ein Photonenmodell mit Soliton-Kern und umgebender EM-Welle Der Soliton-Kern könnte die Teilcheneigenschaft repräsentieren. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 29. Jul 2025 22:18 Titel: |
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Sorry, das sind für heute Abend zu viele Irrtümer 😉
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 29. Jul 2025 23:16 Titel: |
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Da ich in einem anderen Thread noch mit vielen Integralen beschäftigt bin, hat es keine Eile. |
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Aruna
Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 1609
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| Aruna Verfasst am: 30. Jul 2025 09:31 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Was würde passieren, wenn das Postulat zur Komplementarität von Welle und Teilchen für ungültig erklärt wird?
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Dann sollte man das m.E. beweisen.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Ich bin (für viele Teilnehmer hier „leider“) immer noch der Meinung, Photonen sind beides: Welle und Teilchen. Begründung:
1. Photonen zeigen bei Experimenten sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.
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im gleichen Experiment?
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
2. Beim Doppelspaltexperiment sorgen der Wellenanteil für die Ablenkung und der Teilchenanteil für die punktuelle Reaktion auf der Photoplatte oder in dem Detektorarray.
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was macht dann der Teilchenanteil am Doppelspalt? Teilt der sich auf?
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
3. Bei Elektronen und anderen massebehafteten Teilchen hat man die Welleneigenschaft akzeptiert.
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Aber offensichtlich nicht, dass die dann auch immer "Teilchen" sind.
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
4. Bei langen Reisen (viele Lichtjahre) behält das Photon seine Form als Wellenpaket (nach dem huygensschen Prinzip an den Rändern müsste es eigentlich in der Breite auseinander laufen).
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Kannst Du das huygenssche Prinzip im Formalismus der Wellenmechanik ausdrücken und dann in dieser Sprache zeigen, warum die Wellenpakete auseinanderlaufen müssten?
| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
5. Die Arbeit „Einstein’s Photon Concept Quantified by the Bohr Model of the Photon” von Geoffrey Hunter, Camil Alexandrescu und Marian Kowalski beschreibt ein Photonenmodell mit Soliton-Kern und umgebender EM-Welle Der Soliton-Kern könnte die Teilcheneigenschaft repräsentieren. |
Eine Solitone ist ein Wellenpaket.
Ein Wellenpaket könnte Deiner Meinung nach also die "Teilcheneienschaft" repräsentieren?
Wie definierst Du hier "Teilchen"? Einigermaßen lokalisiert und behält seine Form?
Insbesondere können sich zwei Solitonen bei "Kollision" gegenseitig so mischen, dass die nach der Interaktion wieder ihre Form und Energie haben.
Ist das die Eigenschaft eines Teilchens? |
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 30. Jul 2025 17:24 Titel: |
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Danke für Dein Feedback und die Bereitschaft in den Schlagabtausch (oder besser: in die Diskussion) zu gehen.
Zunächst möchte ich klarstellen, dass ich keinen blassen Schimmer habe, wie man die Annahme, dass Photonen beides sind, in eine Theorie einbetten könnte. Aber wenn jemand Zustandsvektoren für Katzen, Beobachter oder das ganze Universum akzeptiert, dann reicht vielleicht folgende Beschreibung
Diese Gleichung beschreibt das Photon vollständig ;-)
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Was würde passieren, wenn das Postulat zur Komplementarität von Welle und Teilchen für ungültig erklärt wird?
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Dann sollte man das m.E. beweisen. |
Da es ein Postulat ist, das soweit ich weiß nicht bewiesen wird, brauche ich auch keinen Gegenbeweis liefern. Mir ist nur nicht klar, welche Konsequenten die Ungültigkeit für die vielen Theorien und Interpretationen hätte. Mit meiner zweiten Frage (Welche experimentellen Ergebnisse könnten dann nicht mehr erklärt werden?) wollte ich das Problem eingrenzen, auf das, was ich wahrscheinlich leichter nachvollziehen könnte.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
Ich bin (für viele Teilnehmer hier „leider“) immer noch der Meinung, Photonen sind beides: Welle und Teilchen. Begründung:
1. Photonen zeigen bei Experimenten sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.
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im gleichen Experiment? |
Ja. Bei dem Delayed Choice Experiment, das für mich ein Experiment ist, sieht man beide Eigenschaften: mit 2. Beamsplitter Welle – ohne 2. BS Teilchen.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
2. Beim Doppelspaltexperiment sorgen der Wellenanteil für die Ablenkung und der Teilchenanteil für die punktuelle Reaktion auf der Photoplatte oder in dem Detektorarray.
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was macht dann der Teilchenanteil am Doppelspalt? Teilt der sich auf? |
Das weiß ich nicht. Wahrscheinlich geht es nur durch einen Spalt wie bei der Pilotwellen-Theorie. Beim Beamsplitter nimmt es dann auch nur einen Weg.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
3. Bei Elektronen und anderen massebehafteten Teilchen hat man die Welleneigenschaft akzeptiert.
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Aber offensichtlich nicht, dass die dann auch immer "Teilchen" sind. |
Das ist ja gerade das Postulat, das ich in Frage stelle.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
4. Bei langen Reisen (viele Lichtjahre) behält das Photon seine Form als Wellenpaket (nach dem huygensschen Prinzip an den Rändern müsste es eigentlich in der Breite auseinander laufen).
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Kannst Du das huygenssche Prinzip im Formalismus der Wellenmechanik ausdrücken und dann in dieser Sprache zeigen, warum die Wellenpakete auseinanderlaufen müssten? |
Nein (das weißt Du doch ;-)
Ich habe das huygenssche Prinzip so verstanden, dass man zu jedem Zeitpunkt die Wellenfront einer EM-Welle so weiter entwickeln kann, als ob von jedem Punkt der Front eine Kugelwelle ausgeht.
Die vordere linke Seite eines Wellenpaketes beispielweise müsste sich somit auch nach schräg links bewegen, also von der geraden Bahn des Photons weg. Das passiert aber offentsichtlich nicht, also muss es etwas geben, was das Photon zusammenhält.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | TechnikFan hat Folgendes geschrieben: |
5. Die Arbeit „Einstein’s Photon Concept Quantified by the Bohr Model of the Photon” von Geoffrey Hunter, Camil Alexandrescu und Marian Kowalski beschreibt ein Photonenmodell mit Soliton-Kern und umgebender EM-Welle Der Soliton-Kern könnte die Teilcheneigenschaft repräsentieren. |
Eine Solitone ist ein Wellenpaket.
Ein Wellenpaket könnte Deiner Meinung nach also die "Teilcheneienschaft" repräsentieren? |
Als Photon, ja.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Wie definierst Du hier "Teilchen"? |
Etwas mit Masse oder zumindest mit dynamischer Masse.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | | Einigermaßen lokalisiert und behält seine Form? |
Lokalisiert im Zentrum des Photons und es behält seine Form.
| Aruna hat Folgendes geschrieben: | Insbesondere können sich zwei Solitonen bei "Kollision" gegenseitig so mischen, dass die nach der Interaktion wieder ihre Form und Energie haben.
Ist das die Eigenschaft eines Teilchens? |
Ich verstehe Dein Argument/Frage nicht. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 30. Jul 2025 23:49 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Zunächst möchte ich klarstellen, dass ich keinen blassen Schimmer habe, wie man die Annahme, dass Photonen beides sind, in eine Theorie einbetten könnte. |
Niemand hat einen Schimmer, weil es nicht geht.
Das meiste an dem sogenannten Welle-Teilchen-Dualismus ist dummes Gelaber, und zwar aus mehreren Gründen.
Zum ersten wissen wir heute, dass die beste Beschreibung eines Photons weder eine Welle noch ein Teilchen ist, sondern – leider – eine rein abstrakte mathematische Beschreibung. Der Schmerz darüber wird nicht kleiner, wenn man dem einen schönen Namen gibt.
Zum zweiten gibt es kein einziges Experiment, in dem ein Photon "als Teilchen erscheint". Dazu müsste man ein winziges Teilchen gesehen haben, und ein Photon gesehen haben. Und wer hat das schon? Bereits dieses "erscheint als Teilchen" ist eine Veranschaulichung und eine Idealisierung.
Auch das "wellenartige Verhalten" ist eine Veranschaulichung und Idealisierung. Und das Photon erscheint nie als Welle, denn da, wo wir z.B. die Interferenz mit einem Wellenmodell berechnen, erscheint es gerade nicht. Und da, wo es erscheint, erzeugt es eher Phänomene, die an Teilchen erinnern, z.B. bei einem Punkt auf einer Photoplatte erzeugt – und wahrscheinlich ist auch das noch nicht vorsichtig genug formuliert.
Am besten nähert man sich dem Ganzen so, dass man zuerst mal davon ausgeht, dass jedes anschauliche Bild falsch ist.
| Zitat: | | Der Welle-Teilchen-Dualismus ist eine Erkenntnis der Quantenphysik, wonach den Objekten der Quantenphysik gleichermaßen die Eigenschaften von klassischen Wellen wie die von klassischen Teilchen zugeschrieben werden müssen … Beide Eigenschaften scheinen sich gegenseitig auszuschließen. Trotzdem wurde in mehreren Schlüsselexperimenten für verschiedene Quantenobjekte belegt, dass beide Eigenschaften vorliegen … Beide – Energie und Wellenlänge – sind charakteristische Eigenschaften der Röntgenquanten, die folglich weder klassische Wellen noch klassische Teilchen sein können. |
Also zuerst müssen sie beide Eigenschaften haben, das wurde sogar belegt, zuletzt sind sie weder noch. Schon erstaunt viel inkonsistenter Quatsch auf wenigen Zeilen.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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A.Neumaier
Gast
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| A.Neumaier Verfasst am: 31. Jul 2025 16:44 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | | A.Neumaier hat Folgendes geschrieben: |
Ich würde gerne auf die Diskussion in astronews antworten, aber obwohl ich mich dort am 15. Juli angemeldet habe, heisst es dort immer noch: ''Du hast keine ausreichenden Rechte, um hier zu antworten. Dein Konto wartet derzeit auf eine Bestätigung durch einen Administrator. Du erhältst eine E-Mail wenn eine Entscheidung getroffen wurde.'' Sind alle Administratoren dort seit zwei Wochen im Urlaub? |
Ich habe den Admin angeschrieben. Sie sind nun freigeschaltet. |
Danke! |
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 31. Jul 2025 20:30 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Zum ersten wissen wir heute, dass die beste Beschreibung eines Photons weder eine Welle noch ein Teilchen ist, sondern – leider – eine rein abstrakte mathematische Beschreibung. |
Ich gehe davon aus, Du meinst die in der QFT. Richtig?
Spielt in dieser mathematischen Beschreibung das Komplementarität-Postulat noch eine Rolle?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Am besten nähert man sich dem Ganzen so, dass man zuerst mal davon ausgeht, dass jedes anschauliche Bild falsch ist. |
Das ist nicht ganz einfach, wenn z.B. auf der englischen Wikipedia zur QFT bei den dort verwendeten Begriffen immer wieder Abbildungen erscheinen, so wie z.B. bei der Quantenfluktuation im Vakuum. Nebenbei gefragt:
Ist dies der Äther 2.0 (immer noch nicht nachweisbar, aber jetzt mit mehr Funktionen)?
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Der Welle-Teilchen-Dualismus ist eine Erkenntnis der Quantenphysik, wonach den Objekten der Quantenphysik gleichermaßen die Eigenschaften von klassischen Wellen wie die von klassischen Teilchen zugeschrieben werden müssen … Beide Eigenschaften scheinen sich gegenseitig auszuschließen. Trotzdem wurde in mehreren Schlüsselexperimenten für verschiedene Quantenobjekte belegt, dass beide Eigenschaften vorliegen … Beide – Energie und Wellenlänge – sind charakteristische Eigenschaften der Röntgenquanten, die folglich weder klassische Wellen noch klassische Teilchen sein können. |
Also zuerst müssen sie beide Eigenschaften haben, das wurde sogar belegt, zuletzt sind sie weder noch. Schon erstaunt viel inkonsistenter Quatsch auf wenigen Zeilen. |
Ich habe verstanden und verspreche, dass ich die deutsche Wikipedia-Seite nur noch aufrufen werde, wenn ich auf einen neuen Begriff stoße, den ich überhaupt nicht einordnen kann. Details hole ich mir dann von den englischen Seiten. Die haben mehr Abbildungen ;-) |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 08:21 Titel: |
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Ja, ich meine die QFT.
Das Komplementaritätsprinzip – The wave description and the particle description are complementary and thus in conflict.… the physicist … chooses what to measure and thereby destroys the possibility of the realization of the conflicting aspect. (Nils Bohr) – ist zunächst lediglich die triviale Erkenntnis, dass unterschiedliche Messmethoden unterschiedliche Ergebnisse liefern, und dass Alltagsbegriffe wie Welle und Teilchen für Quantenphänomene völlig unzureichend sind. Es beschreibt eine menschengemachte Limitierung, eine Denkfalle, und es hat zusammen mit anderen Überzeugungen Bohrs den wissenschaftlichen Fortschritt behindert.
Mit der Quantenfeldtheorie haben wir ein abstraktes mathematisches Werkzeug, das weder Teilchen noch Wellen beinhaltet. Die Aufgabe besteht nun darin, bekannte Phänomene innerhalb dieses Formalismus zu modellieren und zu berechnen.
Und ja, leider sind unklare Formulierungen nicht auf die deutsche Wikipedia beschränkt.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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TechnikFan
Anmeldungsdatum: 05.11.2024
Beiträge: 251
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| TechnikFan Verfasst am: 01. Aug 2025 15:43 Titel: |
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Danke für die Erklärungen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 15:59 Titel: |
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| TechnikFan hat Folgendes geschrieben: | | Danke für die Erklärungen. |
👍
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Qubit
Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 1116
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| Qubit Verfasst am: 01. Aug 2025 17:20 Titel: |
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Was die TI betrifft, ist hier Herr Neumaier mal angetreten mit dem Versprechen, die Quantenmechanik mit der Thermalen Interpretation "entzaubern" zu wollen.
Das ist aber bisher nicht geschehen, es wurde bisher da nichts wirklich "ontisch" erklärt:
1. Quantenmechanische Überlagerungszustände (Stw. Superposition von Wahrscheinlichkeitsamplituden)
2. Verschränkung (Stw. Nichtlokalität)
3. Objektiver Zufall (Stw. Indeterminismus)
All das benötigt aber dann eine solche solide Interpretation.
Da bleibt die TI aber positivistisch und instrumentalistisch formal.
Da gibt es keinen "Mehrwert" gegenüber dem Standardformalismus.
Was bleibt ist das berüchtigte Messproblem.
Da mag der "stochastische Operator" auf "letzter Meile" helfen, wenn man da offene Quantensystem betrachtet. Da kommt dann mit gemischten Zuständen vielleicht Dekohärenz und Nichtlinearität ins Spiel, die in klassischer Statistik (klassischer Messsysteme) münden..!?
In solchen Domänen mag es eine "thermale Interpretation" geben.
Aber, auch da zeigt sich die TI sehr schwerfällig und unspezifisch.
Im Großen und Ganzen kann da die TI nicht überzeugen. Das ist vermutlich der Grund, warum sie in der Fachwelt auch bisher eher unbeachtet bleibt.  |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 17:29 Titel: |
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| Qubit hat Folgendes geschrieben: | Was die TI betrifft, ist hier Herr Neumaier mal angetreten mit dem Versprechen, die Quantenmechanik mit der Thermalen Interpretation "entzaubern" zu wollen.
Das ist aber bisher nicht geschehen, es wurde bisher da nichts wirklich "ontisch" erklärt:
1. Quantenmechanische Überlagerungszustände (Stw. Superposition von Wahrscheinlichkeitsamplituden)
2. Verschränkung (Stw. Nichtlokalität)
3. Objektiver Zufall (Stw. Indeterminismus) |
Dann hast du nicht wirklich alles gelesen.
| Qubit hat Folgendes geschrieben: | All das benötigt aber dann eine solche solide Interpretation.
Da bleibt die TI aber positivistisch und instrumentalistisch formal.
Da gibt es keinen "Mehrwert" gegenüber dem Standardformalismus. |
Nein, es braucht realistische Modelle im Rahmen des Standardformalismus, die die Beobachtungen erklären.
Hat man die, braucht es keine Interpretation, genausowenig wie bei Newton oder Maxwell.
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Qubit
Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 1116
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| Qubit Verfasst am: 01. Aug 2025 17:48 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Dann hast du nicht wirklich alles gelesen.
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Was habe ich da nicht gelesen?
Interpretier dann mal bitte die 3 Punkte nach der TI..
| Zitat: |
Nein, es braucht realistische Modelle, die die Beobachtungen erklären.
Hat man die, braucht es keine Interpretation, genausowenig wie bei Newton oder Maxwell. |
Eine Theorie legt fest, was "real" ist und dann mit der Empirie übereinstimmen muss. Quantenmechanik ist aber keine klassische Theorie, mikroskopische Zustände sind nicht direkt makroskopisch messbar, was das "Beobachtbare" darstellt. Das macht ja die Interpretation so schwierig. Das "Beobachtbare" realistischer Modelle ist mithin auch keine Interpretation.
Realistische Modelle mögen so zwar zur Interpretation notwendig, aber nicht hinreichend sein. Man muss auch konsistent erklären (interpretieren) können, was da nicht beobachtbar ist. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 21442
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| TomS Verfasst am: 01. Aug 2025 18:08 Titel: |
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Die TI stellt die Hypothese auf, dass der Dichteoperator sowie daraus abgeleitete Größen wie Korrelationsfunktionen eine prinzipiell vollständige mathematische Repräsentation der Realität darstellen, d.h. dessen, was tatsächlichen existiert und geschieht. Grundvoraussetzung für die Richtigkeit dieser Hypothese ist, dass dies insbs. das umfasst, was wir beobachten. Letzteres ist tatsächlich überprüfbar, ersteres immer eine metaphysische Annahme.
Also in der Newtonschen Mechanik beschreibt der Ortsvektor r (in idealisierter Form) die tatsächliche Bewegung eines Körpers, ein Strömungsfeld u eine tatsächliche Flüssigkeit … In der Maxwellschen Theorie beschreiben E und B die Realität, und in der Quantenmechanik der Dichteoperator rho.
Wo der Mond tatsächlich gerade ist, auch wenn keiner hinschaut, beschreibt man mit r(t), und was in einem Quantensystem gerade geschieht, sagt uns rho(t). Letzteres ist unanschaulich, aber auch nicht viel mehr als die elektrischen und magnetischen Felder. Und rho ist auch nicht weniger real als diese, wenn man verzichtet, sie mittels Eisenspänen sichtbar zu machen.
Was fehlt? Was vermisst du?
Ja, man muss alles mögliche erklären können, d.h. aber zunächst mal berechnen, nicht interpretieren. Wenn eine Theorie fertig und die relevanten Probleme mathematisch gelöst sind, dann kann man evtl. noch interpretieren. Die TI behauptet aber, dass man die relevanten Probleme in der QM nicht gelöst hat.
Es fehlt also nicht die Interpretation sondern die konkrete Berechnung.
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Qubit
Anmeldungsdatum: 17.10.2019
Beiträge: 1116
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| Qubit Verfasst am: 01. Aug 2025 18:23 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | Die TI stellt die Hypothese auf, dass der Dichteoperator sowie daraus abgeleitete Größen wie Korrelationsfunktionen eine prinzipiell vollständige mathematische Repräsentation der Realität darstellen, d.h. dessen, was tatsächlichen existiert und geschieht. Grundvoraussetzung für die Richtigkeit dieser Hypothese ist, dass dies insbs. das umfasst, was wir beobachten. Letzteres ist tatsächlich überprüfbar, ersteres immer eine metaphysische Annahme.
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Eine "mathematische Representation" ist doch keine Interpretation, auch wenn sie "vollständig" ist.
Das braucht eben mehr.
Alle Interpretationen verwenden solche gleichwertigen mathematischen Formalismen. Und das was wir beobachten, muss im Formalismus richtig sein, unabhängig von Interpretationen.
Unter "Metaphysik" ist in diesem Kontext wohl auch etwas anderes zu verstehen.
| Zitat: |
Was fehlt? Was vermisst du? |
Eine "ontische" Interpretation von wesentlichen Elementen der quantenmechanischen Theorie (siehe die 3 Punkte).
Die TI "enzaubert" da nichts, ist nur instrumentalistisch formal.
Bringt also keinen "Mehrwert". |
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