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Gedankenexperiment zu Doppelspalt und MZ-Interferometer
 
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-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 30. Sep 2007 12:33    Titel: Gedankenexperiment zu Doppelspalt und MZ-Interferometer Antworten mit Zitat

[Edit] Dieses Posting enthält eine unschöne Beschreibung meines Gedankenexperimentes. Am besten du scrollst zum dritten Posting dieses Threads, dort findest du eine detailierte Variante.


Hallo!

Ich habe in den letzten Wochen ein Buch von Anton Zeilinger über Quantenphysik gelesen. In diesem Buch wurde der Aufbau und die Funktionsweise eines Mach-Zehnder-Interferrometers (MZI) beschrieben und erklärt.
Im Weiteren beschrieb er ein Gedankenexperiment, dass er vor ein paar Jahren in einer etwas
abgewandelten Form auch schon real durchgeführt hat, in dem ein solches MZI genutzt wird.
Um mir hier einiges an Schreibarbeit zu ersparen, poste ich mal einen Link, in dem dieses
Gedankenexperiment beschrieben wird:


http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Wechselwirkungsfreie_Quantenmessung#Elitzur-Vaidman-Schema


Nun kam mir folgendes Gedankenexperiment in den Sinn, für das ich mit meinen bescheidenen Kenntnissen über Quantenphysik kein Gegenargument finde, dass es prinzipiell für falsch erklärt werden könnte. Deswegen möchte ich es hier gern zur Diskussion stellen und würde mich freuen, wenn sich ein paar daran beteiligen würden. (Oder wenn es zu offensichtlich falsch ist, mich zumindest einer aufklären könnte ^^)

Hier also mein Gedankenexperiment:
Man stelle sich ein Doppelspaltexperiment mit einzelnen Elektronen vor, von dem bekannt ist, dass man nur dann ein vollständiges Interferrenzbild erhält, wenn keinerlei Information über den Weg des Elektrons (Sprich, ob es durch Spalt A oder durch Spalt B geflogen ist) vorhanden ist. Misst man hinter dem Doppelspalt mittels eines Photons, welchen Weg das Elektron genommen hat, so wird das Elektron in einer solchen Weise gestört, dass das Interferrenzbild nicht zustande kommen kann.
Durch weitere solcher Experimente, die auf unterschiedliche Weise versuchen Weg-Information über das Elektron zu erhalten ohne das Interferrenzbild zu erhalten, hat sich herausgestellt, dass Weg-Information und Interferrenzbild komplementär zueinander sind. Man kann also nur eines von beiden vollständig erhalten oder eben immer nur ein bisschen von beidem haben.

Meine Idee ist nun, dass es doch prinzipiell (abgesehen von technischen Schwierigkeiten, die ich aber aus meinem (vllt. zu naiven Kenntnissen?) nicht für unüberwindbar halte) möglich sein sollte ein solches MZI zu nutzen, um festzustellen, welchen Weg das Elektron genommen hat.

Ich stelle mir das so vor, dass man vor beide Spalte jeweils ein solches MZI aufbaut. (ich habe
mal das Bild von Wikipedia abgeändert, sodass man vor der Seitenansicht sieht, was ich meine - von links nach rechts: Elektronenkanone, Doppelspalt, Bildschirm)
Wenn man es nun schafft das abfeuern das Elektrons auf den Doppelspalt und das einschleusen des Photons in das MZI entsprechend zu synchronisieren, so sollte es doch prinzipiell möglich sein, dass man in 25% der Fälle nachweisen kann, welchen Weg das Elektron genommen hat, ohne das das Photon mit dem Elektron wechselgewirkt hat. Das Elektron tritt also an Stelle der Superbombe und man erhält die vollständige Weg-Information, ohne das Interferrentmuster zu stören.

Nun kann man zwar sagen, dass in 75% der Fälle, das Elektron direkt gemessen wird und das Interferrenzbild damit sehr verwaschen wird, aber auch das sollte sich technisch umgehen lassen.

Nun habe ich das ganze mal in Kurzform beschrieben und hoffe, dass es nicht allzugroßer Unsinn ist. Über jegliche konstruktive Kritik und Auklärung eventueller grundlegender Irrtümer, bin ich dankbar. smile

Gruß
Christian



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Zuletzt bearbeitet von -Christian- am 30. Sep 2007 18:35, insgesamt einmal bearbeitet
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 30. Sep 2007 15:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ich würde sehr sehr gerne nachvollziehen was du dir gedacht hast, aber ich kann weder aus deinen Worten noch der Zeichnung irgendwas entnehmen, zu dem was passieren soll, auch nicht nach 10-maligem Hinschauen. Du hast zwei Elektronenquellen, sind das die bunten Dinger links? woher kommen die Photonen ? wo ist der Doppelspalt für die elektronen, welche alternative Wege können diese nehmen und was wird hier beobachtet?

Ich bin entweder zu dumm um das zu verstehen oder du müsstest es nochmals mit klaren Worten und vielleicht einer besseren Skizze beschreiben (was ich hoffe, denn es klingt interessant).

Danke
Michael

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-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 30. Sep 2007 18:31    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo schnudl!

Entschuldige, dass ich mich so ungünstig ausgedrückt habe und meine Skizze nur schnell dahergekritzelt habe. Ich versuche das ganze nocheinmal etwas deutlicher zu beschreiben.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ich gehe im Prinzip von zwei Experimenten aus, die in der Quantenphysik sehr bekannt sind:

1.) Doppelspaltexperiment mit einzelnen Elektronen
2.) wechselwirkungsfreie Quantenmessung mittels Mach-Zehnder-Interferrometer (siehe wikipedia.de)

Zum Doppelspaltexperiment mit einzelnen Elektronen (1):
Es ist bekannt, dass man einen Elektronen-Strahl (ebenso wie Licht) durch einen Doppelspalt schicken, sodass auf einem hinter dem Doppelspalt positionierten Bildschirm ein Interferrenzmuster gesehen werden kann. Dieses Phänomen lässt sich einfach erklären, indem man animmt, das Elektronen als Wellen zu betrachten sind.

Aus dieser Betrachtung heraus ergeben sich aber Probleme, wenn man statt eines Elektronen-Strahles nur ein einzelnes Elektron durch den Spalt schickt. Dann nämlich kann man feststellen, dass auf dem Bildschirm hinter dem Spalt das Elektron immer nur an einem Punkt registiert wird. Folglich können wir es nicht mit einer Welle zu tun haben, sondern mit einem Teilchen. Dennoch stellt sich heraus, dass wenn man das Experiment hinreichend oft wiederholt, die Gesamtheit aller Punkte, an denen die Elektronen nach Passieren des Doppelspaltes auf dem Bildschirm registiert wurden, wieder ein solches Interferrenzmuster ergeben.

Man muss also feststellen, dass jedes einzelne Elektron scheinbar mit sich selbst interferriert. Da es sich aber um ein Teilchen handelt, muss man davon ausgehen, dass jedes Elektron nur durch einen der beiden Spalte (A oder B) gehen kann. Da ist offensichtlich ein Widerspruch.

Um diesen zu klären, versucht man den Weg zu bestimmen, den ein Elektron genommen hat, indem man zum Beispiel mit einem Photon dieses Elektron hinter einem der beiden Spalte registrieren, kommt kein Interferrenzmuster auf dem Bildschirm zu stande.

Es gibt nun diverse Varianten, um den Weg eines Elektrons zu bestimmen und trotzdem das Interferrenzmuster zu auf dem Bildschirm zu erhalten. Jedoch stellt sich heraus, dass Weg-Information und Interferrenzmuster zueinander komplementär sind. Wir können also nicht beides vollständig erhalten. Mit unserem Versuchsaufbau müssen wir also entscheiden, welches der beiden Dinge wir beobachten wollen. Entweder wir kennen den Weg, welchen das Elektron durch den Doppelspalt genommen hat oder wir beobachten das Interferrenzmuster.

Nun hat man daraus geschlussfolgert, dass der Ort des Elektrons unbestimmt ist, solange man es nicht beobachtet hat und das Elektron wohl beide Wege durch den Doppelspalt nimmt. Da ich mich mit dieser Vorstellung nochimmer nicht anfreunden kann, habe ich mir ein Gedankenexperiment ausgedacht, von dem ich glaube, dass man doch beides erhalten kann:

Sowohl Interferrenzmuster, als auch Weg-Information. (Allerdings bin ich ein Laie und deswegen vermute ich, dass ich irgendetwas entscheidenes übersehen habe -.-')


Zur wechselwirkungsfreien Quantenmessung mittels Mach-Zehnder-Interferrometer (2):
Um mir Schreibarbeit zu ersparen, bitte ich darum, den Versuchsaufbau und die Durchführung auf wikipedia.de nachzulesen:

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Wechselwirkungsfreie_Quantenmessung#Elitzur-Vaidman-Schema

Das für mein Gedankenexperiment wichtige, das aus diesem Experiment (2) für mein Gedankenexperiment folgt, ist die Tatsache, dass in 25% aller Fälle (d.h. mit 25% aller Photonen, die einzeln durch das Mach-Zehnder-Interferrometer geschickt werden) erkannt wird, dass sich eine Superbombe im Versuchsaufbau befindet, ohne, dass das Photon direkt mit dieser Bombe wechselwirkt.

Zu meinem Gedankenexperiment:
Nun denke ich mir, dass wir statt einer großen Bombe, ja auch etwas kleineres nehmen können: Ein Quantenobjekt. Hierfür habe ich ein Elektron gewählt, dass ja eben ein solches Objekt ist. Setzen wir also ein Elektron an die Stelle der Superbombe, so müssten wir mittels eines Photons und des Versuchsaufbaus (2) dieses Elektron nachweisen können, ohne dass das Photon und das Elektron direkt wechselwirken.

Diese Tatsache möchte ich nun für das Doppelspaltexperiment nutzen. Ich habe nun eine neue Skizze gezeichnet, die hoffentlich etwas besser zu verstehen ist. Leider bin ich künstlerisch nicht sonderlich begabt, aber vllt. reicht es ja trotzdem. ^^
Ich habe die Elektronenquelle ist (aus Übersichtlichkeitsgründen) außerhalb des Bildes, aber ich habe ein Elektron gezeichnet, das in Richtung Doppelspalt fliegt und einen der beiden Spalte passieren wird. Ebenfalls nicht in der Zeichnung enthalten sind die Spiegel des Interferrometers, um die Skizze übersichtlich zu halten. Ich denke aber, dass sich jeder vorstellen kann, wie diese Spiegel positioniert sind.

Wie man also sehen sollte, verläuft direkt hinter dem einen Spalt (links) der eine Arm des
Interferrometers.

Ich stelle mir das nun so vor, dass fortwährend einzele Photonen das Interferrometer durchlaufen und zwar sooft wie möglich innerhalb einer Sekunde. Dabei muss aber sichergestellt werden, dass sich jedoch immer nur ein Photon im Interferrometer befindet. Sobald also das erste Photon von einem der beiden Detektoren (rechts oben) registriert wird, wird das nächste losgeschickt. Warum das so sein sollte, erkläre ich gleich.

Nun zum Elektron. Sobald wir unsere Photonenquelle angeschaltet haben und ständig einzele Photonen durch das Interferrometer sausen, können wir unsere Elektronenkanone anschalten, die so konstruiert ist, dass sie immer nur ein einzelnes Elektron aussendet. Da ich ja beweisen möchte, dass das Elektron nicht gleichzeitig beide Spalte durchläuft, sondern nur einen, gehe ich also davon aus, dass das Elektronen irgendwann durch einen der beiden Spalte laufen wird, um anschließend irgendwo auf dem Bildschirm registriert zu werden.

Das Elektron kann nun zwei Wege nehmen. In 50% der Fälle wird as Elektron den linken Spalt durchlaufen. Sobald das Elektron den Spalt durchquert hat, wird es in den einen Arm des Interferrometers geraten. An dieser Stelle haben wir dann die Situation erreich, die ich oben beschrieben habe und das Elektron fungiert als die Superbombe im Experiment (2).

Da nun ständig Photonen durch das Interferrometer sausen, aber jeweils immer nur eines, ist die Wahrscheinlichkeit sehr gering, dass das Elektron genau dann durch den Spalt tritt, wenn sich gerade kein Photon im Interferrometer befindet. Es sollte also mit hoher ahrscheinlichkeit so sein, dass das Photon das Elektron detektiert.

Nun kann analog zum Superbombenexperimet folgendes passieren:

A) In 25% der Fälle wird unser Photon, dass sich gerade im Interferrometer befindet den Weg im Interferrometer nehmen, der am Doppelspalt entlang führt. Es wird dann direkt mit unserem Elektron kollidieren und somit direkt wechselwirken mit ihm. Das Elektron wird nicht zu der Interferrenzerscheinung beitragen, weil es gestört wurde. Auch haben wir keine Weginformation, weil das Photon durch den Stoß so abgelenkt wird, dass es nicht mehr zu einem der Detektoren gelangen kann

B) In 50% der Fälle wird das Photon den unteren Weg nehmen und im Detektor 1 registriert werden. In diesen Fällen wird das Elektron zwar nicht gestört, wir können dann aber auch nichts über seinen Weg aussagen

Nun aber zum entscheidenden Punkt:

C) In 25% der Fälle, in denen das Elektron den linken Spalt genommen hat, wird das Photon im Elektronendetektor registriert, weil das Elektron wie die Superbombe den Weg im Interferrometerarm versperrt hat. Wir können dann mit Sicherheit sagen, dass Elektron den linken Spalt genommen hat, ohne, dass wir es durch unseren Messprozess gestört haben.

Nun kann es aber auch sein, dass das Elektron den rechten Spalt durchläuft. Wir werden das
Elektron dann auf dem Bildschirm registrieren und keine Weginformation haben, weil wir dann nicht unterscheiden können, ob das Elektron den rechten Spalt genommen hat oder aber doch den linken Spalt, aber Fall A oder B eingetreten sind.

Schlussfolgerung

Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass wir also das Elektron registrieren und trotzdem seine Interferrenz nicht stören (Fall C) liegt bei:

P(Weg-Information ohne direkte Wechselwirkung) = P(Elektron nimmt linken Spalt) * P(Elektron wird wechselwirkungsfrei registriert)

also:

P(Weg-Information ohne direkte Wechselwirkung) = 50% * 25% = 12,5%

In 12,5% der Fälle sollte es also möglich sein, herauszufinden, dass das Elektron den linken Spalt genommen hat, ohne dass wir es auf seinem Weg gestört haben

Um den Versuchsaufbau zu verbessern, könnte man ein zweites Interferrometer aufbauen und dieses vor den rechten Spalt positionieren. Dann werden wir bei 25% Elektronen die Welche-Weg-Information erhalten. Es gibt noch andere Varianten des Superbombenexperimentes, die den Quanten-Zenon-Effekt nutzen (den ich leider bisher nicht im Ansatz verstanden habe) und durch die sich eine noch höhere Wahrscheinlichkeit erreichen lässt die Superbombe zu detektieren. Wenn man diese in mein Gedankenexperiment einführen würde, so sollte sich also auch für dieses eine noch höhere Trefferquote erreichen lassen.

Wenn ich in meinem Gedankenexperiment nichts vergessen oder vernachlässigt habe, wäre es damit prinzipiell eben doch möglich die Weginformation des Elektrons und das Interferrenzbild gleichzeitig zu erhalten. Damit wäre ebenfalls bewiesen, dass das Interferrenzbild und Weg-Information keine komplementären Größen sind, wie bisher angenommen.

Nun hoffe ich, dass ich nun ausührlich und verständlich genug erklären konnte worauf ich abziele. Mich würde nun interessieren, was ihr zu diesem Gedankenexperiment meint und wo ihr eventuelle Fehler seht. smile

Gruß
Christian S.



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Zuletzt bearbeitet von -Christian- am 30. Sep 2007 19:58, insgesamt einmal bearbeitet
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 30. Sep 2007 19:49    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, jetzt ist es sonnenklar was du meinst.
Ich schau es mir mal an.
grüße
michi

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-Christian-



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Beitrag -Christian- Verfasst am: 30. Sep 2007 20:09    Titel: Antworten mit Zitat

Wunderbar. Dann warte ich gespannt ... smile

Gruß
Christian
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 07:20    Titel: Antworten mit Zitat

na erwarte dir nicht zuviel...

ich weiss noch nicht recht was man bez. des Komplementaritätsprinzips eigentlich zeigen müsste oder nicht müsste...

Dass du in dem besagten Prozentsatz den Weg des Elektrons misst, glaube ich zwar, jedoch wird die Interferenz wegen der restlichen Kollisionen (die die Bombe zum explodieren bringen) zumindest beeinträchtigt sein. D.h. man misst weder den Weg aller Elektronen, noch eine komplette Interferenz. Was soll man quantitativ nun zeigen ?

Darüber hinaus könnte es schwer werden, das Elektron und das Photon auf so präzisen Kollisionskurs zu bringen, dass wirklich eine "Wegbehinderung" entsteht. Muss man da nicht eher mit Compton Streuung rechnen ? Das ist aber eine technische Frage. Ich suche gerade nach einem einfacheren Experiment, welches konzeptuell identisch zu deinem , jedoch einfacher in der Analyse wäre.

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schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 14:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, ich habe nun eine Unschärferelation für dein Experiment gefunden, d.h. ich habe folgende Grössen definiert:

1)
Sichtbarkeit des Elektroneninterferenzmusters als Differenz der Minimal und Maximalamplituden

2)
Unschärfe des Ausgangs an Detektor 2 (dort wo man die Bombe detektiert und wo ohne Bombe nichts ankommt)

und bin zum Schluss geommen, dass beide Grössen zueinander komplementär sind, d.h. wenn die eine maximal ist, wird die andere minimal, und umgekehrt. Aus meiner Sicht ist die Komplementarität von Interferenzmuster und Weginformation daher voll gewahrt. Da es aber ziemlich viel (wenn auch relativ einfaches) Formelzeug ist (ich hab jetzt fast einen Block verschmiert), dauert das bis zum Abend ein wenig, da ich jetzt mal was anderes machen werde.

Bin schon auf deine Reaktion gespannt.
Meld mich wieder.
Grüße
Michi

PS: Aber auch ohne Formalismus ist es einfach einzusehen, dass das Interferenzmuster der Elektronen gestört sein muss (im Prinzip ist der Kontrast reduziert) da ja einige Elektronen von einer Seite verloren gehen. Du hast dann zwar, wenn der Detektor 2 anspricht die Gewissheit, dass "dieses" Elektron den einen Weg gegangen sein muss, aber deswegen weisst du ja nichts von dessen Welleneigenschaften, da du ja diese nicht individuell misst, sondern die Überlagerung aller Elektronen, d.h auch jener, die durch den anderen Spalt gegangen sind.

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-Christian-



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Beitrag -Christian- Verfasst am: 01. Okt 2007 19:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Michi!

Ich hoffe, dass die Erkältung die mich heute umgehauen hat mein Denkvermögen nicht zu sehr beeinträchtigt, aber ich möchte dennoch versuchen zu antworten.

Leider habe ich deine zwei eingeführten Größen nicht ganz verstanden:

1.) Meinst du hier einfach nur, dass das Interferrenzmuster verwaschen wird?

2.) Welche Unschärfe des Ausgangs an Detektors 2 meinst du hier? Findest du vielleicht noch andere Worte, um das zu beschreiben? Stehe vollkommen auf der Leitung Hilfe

Du hast vollkommen Recht, dass das Interferrenzmuster verwaschen sein wird, weil mit dem beschriebenen experimentellen Aufbau nur von einer begrenzten Anzahl der Elektronen eine Weg-Information zu erlangen sein wird.

Damit die zu erlangende Weginformation möglichst groß wird ohne das Experiment deutlich stärker zu verkomplizieren, möchte ich den Versuchsaufbau gern um ein zweites MZ-Interferrometer erweitern, dass wir vor dem rechten Spalt positionieren. Diese beiden MZ's sollen vollkommen Synchron laufen. (Was technisch sicherlich schwer realisierbar ist, aber nicht unmöglich sein sollte, richtig?)
Synchron sollen sie deswegen laufen, damit man sicher sein kann, dass dann, wenn das Elektron in dem einen Spalt gemessen wird, es nicht (aus was für unheimliche Gründen auch immer) auch unbemerkt durch 2. Spalt geht.

Durch das zweite MZI erhöht sich unsere Trefferquote (so werde ich im Weiteren die Quote des wechselwirkungsfreien Messens der Elektronen nennen) auf 25% erhöhen. Soweit habe ich das oben schoneinmal angedeutet.

Zitat:
Darüber hinaus könnte es schwer werden, das Elektron und das Photon auf so präzisen Kollisionskurs zu bringen, dass wirklich eine "Wegbehinderung" entsteht. Muss man da nicht eher mit Compton Streuung rechnen?


Ich denke, wie du, dass das auch ein rein technisches Problem ist. Man könnte vielleicht auch größere Quantenobjekte nehmen (Fullerene), bei denen das erreichen dieser Wegbehinderung einfacher ist. Allerdings bin ich da zu unbewandert, als das ich das richtig beurteilen kann.

Dein eines Argument für die Wahrung der Komplementarität, ist jenes, dass nicht von allen Elektronen die Weg-Information erhalten wird, ohne das Interferrenzmuster zu stören. Das Muster wird verwaschen sein, weil 25% der Elektronen direkt vom Photon getroffen werden (die Superbombe würde auslösen).

Ich denke, dass auch das wieder ein technisches Problem ist. Wie oben beschrieben, kann man die Trefferquote ja schon dadurch erhöhen, dass man ein 2. MZI einführt. In dem Buch was ich gelesen habe, spricht Anton eilinger aber auch an, dass es eine verbesserte Variante des Supberbombenexperimentes gibt, bei dem sich die Trefferquote noch weiter erhöht. Dieses verbesserten Aufbau könnte man ebenfalls in unser Gedankenexperiment einführen, sodass sich die Trefferquote auch bei uns noch weiter erhöht. Es ist ebenso denkbar, dass es möglich ist, den Versuchsaufbau darüber hinaus noch weiter zu verbessern, um eine noch bessere Trefferquote zu erreichen. Zumindest kann man dies nicht ausschließen.

Um dieses Problem zu umgehen, sollten wir vielleicht unser Experiment auf 1 Elektron beschränken. Im normalen Doppelspaltexperiment gilt für jedes einzelne Elektron, dass es nie in den Gebieten auftauchen wird, wo wir im Doppelspaltexperiment mit vielen Elektronen gleichzeitig schwarze Streifen haben. (Also die Gebiete zwischen den Interferrenzstreifen)
Denn für diese Gebiete ist die Wahrscheinlichkeit ein Elektron zu detektieren gleich 0. Dies gilt immer. Ob wir nun:

1.) ein einzelnes Elektron nehmen oder

2.) viele gleichzeitig

Der Unterschied zwischen 1 und 2 ist, dass man 2 erklären kann, indem man annimmt der Elektronenstrahl sei eine Welle. Bei 1 kann man dies nicht annehmen, da wir ein einzelnes Elektron auch immer nur an einer Stelle des Bildschirms registrieren werden.
Das entscheidende ist ja nun, dass dann, wenn man im herkömmlichen Experiment versucht den Weg des Elektrons zu bestimmen, die Wahrscheinlichkeit das Elektron zwischen den Interferrenzstreifen zu finden eben nicht mehr 0 ist, sondern je nachdem, wie genau wir den Weg kennen, dass Elektron auch in diesen Gebieten mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auftreffen wird. (Und zwar deswegen, weil das Elektron durch den Messprozess gestört wird und von seiner Bahn abgebracht wird)

In meinem Gedankenexperiment ist das eben (theoretisch) nicht so, denke ich. Beschränken wir uns auf 1 Elektron und die 25% der Fälle, in denen wir das Elektron wechselwirkungsfrei messen (die Bombe entdecken, ohne, dass sie explodiert). Denn das sind die relevanten Fälle, alles andere scheint ein technisches Problem zu sein. (das vllt. durch éventuell verbesserte Versuchsaufbauten umgangen werden könnte)

In diesen Fällen bestimmen wir den Weg des Elektrons und trotzdem ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass wir das Elektron in den Gebieten antreffen, die im Experiment mit vielen Elektronen zwischen den Interferrenzstreifen liegen, gleich 0.

Ich hoffe, dass ich dadurch, dass ich deine eingeführten komplementären Grössen nicht verstanden habe, jetzt an deinem Argument vorbeigeredet habe.

Danke, dass du dich so intensiv mit dem Gedankenexperiment beschäftigst! smile

Grüße
Christian
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 01. Okt 2007 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe als Grössen eingeführt:

1)
Zunächst mal einen Parameter a, der angibt wie die Koinzidenz eines Elektrons und eines Photons diesen Teil der Wellenfunktion unerdrückt. Bei a=1 passiert nichts (kein Hindernis), bei a=0 wird voll blockiert. Basierend auf diesem Parameter habe ich die Wellenfunktion im Raum der basiszustände von Elektron (Weg durch Spalt 1 oder 2) und des Photons (Arm 1 oder 2) konstruiert. Bei a=1 geht am Ausgang alles bei Ausgang1 raus, bei a=0 bei Ausgang 2, Ausgang 1, oder gar nicht, wie im Originalpaper beschrieben.

2)
Die Unschärfe am Detektor.
Hier hab ich noch einen kleinen Fehler ...

3)
Sichtbarkeit des Interferenzmusters

Interferenz ergibt sich, wenn sich die Komponenten aus beiden Teilstrahlen überlagern. Dies wird, je nach Ort am Schirm mit einem bestimmten Phasenwinkel zwischen den beiden Strahlen geschehen.

Der Operator für diese Überlagerung ist falsch:



Die Sichtbarkeit ist gegeben, wenn die Amplituden für konstruktive und destruktive Interferenz möglichst ungleich sind; d.h. die Sichtbarkeit ist definiert als



und ergibt sich mit dem obigen Operator zu (falsch)



Probe:
a=1: Visibility = 1
a=0: Visibility = 0,5 (die Interferenz ist gestört - unser Fall)

VORSICHT: Das ist über alle Elektronen, nicht nur über jene die detektiert wurden.

Ansonsten wäre es der Operator:



die Sichtbarkeit habe ich aber dafür noch nicht berechnet.

======

Das mit der Detektorunschärfe muss ich mir nochmals überlegen, aber fest steht, dass die Sichtbarkeit verändert wird. Und mehr noch:

Zitat:
In meinem Gedankenexperiment ist das eben (theoretisch) nicht so, denke ich. Beschränken wir uns auf 1 Elektron und die 25% der Fälle, in denen wir das Elektron wechselwirkungsfrei messen (die Bombe entdecken, ohne, dass sie explodiert). Denn das sind die relevanten Fälle, alles andere scheint ein technisches Problem zu sein. (das vllt. durch éventuell verbesserte Versuchsaufbauten umgangen werden könnte)

In diesen Fällen bestimmen wir den Weg des Elektrons und trotzdem ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass wir das Elektron in den Gebieten antreffen, die im Experiment mit vielen Elektronen zwischen den Interferrenzstreifen liegen (d.h. das normale Doppelspaltexperiment ?), gleich 0.

Dem kann ich momentan nicht zustimmen. Da kommt bei mir definitiv was anderes raus (zweiter Operator für B, mit Projektion auf die Ausgänge 2, siehe oben). Um sicher zu gehen: Du betrachtest dafür nur jene Elekronen, die detektiert wurden. So hab ich es aufgefasst. Da dies der Knackpunkt deiner Argumentation ist, werde ich es aber nochmals nachrechnen, um 100% sicher zu sein. Ich schliesse einen Fehler nicht aus. Falls ich mich geirrt haben sollte und du hättest Recht, wäre diese Idee durchaus publikationswürdig.

PS: ich sehe gerade, dass diese Elektronen überhaupt kein Interferenzmuster ergeben. Das wäre ja in Übereinstimmung mit der totalen Weginformation.
Ich schau mal morgen weiter.
Michi



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Zuletzt bearbeitet von schnudl am 02. Okt 2007 15:12, insgesamt einmal bearbeitet
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 02. Okt 2007 14:00    Titel: Antworten mit Zitat

Leider habe ich etwas zu schnell geschosen, da Fehler drin waren. Daher alles vergessen, was ich im letzen Posting so geschrieben habe.

Der Ansatz mit dem a bleibt gleich.

Das Ausgangsinterferometer ist so geschaltet, dass bei Abwesenheit eines Hindernisses in den Armen alles bei Richtung 1 rausgeht, und nichts in Richtung 2. Das sind gleichzeitig die Basiszustände des Photons,



und



Das Elektron geht durch den Spalt e1 oder e2; dies sind ebenfalls zwei Basiszustände



und



Die Ausgangswellenfunktion im Gesamtraum des Potons und des Elektrons ist dann nach einiger Rechnung



Man sieht daraus, dass jeder Impuls am Detektor 2 bedeutet, dass das Elektron durch den Spalt 2 gegangen sein muss, was ja mit deiner Argumentation übereinstimmt.

Nun zum Interferenzmuster des Elektrons. Es entsteht durch phasenabhängige Überlagerung der Teilwellen e1 und e2:

Der Zustand




wird bei der Interferenz (= einer Messung) eine phasenabhängige Amplitude



ergeben, wobei der Winkel nur von der Wegdifferenz der Teilstrahlen und somit vom Ort am Schirm abhängt.

Der Operator, der dies für alle Elektronen beschreibt ist



wie man sich leicht durch Einsetzen überzeugt. Im Gegensatz zum gestrigen Operator ist dieser nun auch hermitesch, wie es jede Meßgröße sein sollte. Big Laugh Big Laugh

Will man nur jene Elektronen betrachten, die zu einem Ansprechen von Detektor 2 gehören, so muss man noch auf den Photonenzustand 2 projizieren:



Das Resultat ist



Für a=1 wird dies:



und für a=0



was schon zeigt, dass es keine komplette Auslöchung mehr gibt.

Das Subensemble ergibt



Für a=1 wird dies:



und für a=0



aber eben ohne Interferenzmuster.

Es ist also das Interferenzbild des Subensembles nicht identisch mit dem Bild des gesamten Ensembles, weshalb deine Annahme, dass auch die detektierten Elektronen am Schirm nur auf Stellen treffen, wo das normale Doppelspaltexperiment keine totalen Auslöschungen hat, falsch ist. Also wieder mal: 100% Weginformation = 0% Interferenz

Für Diskussionen stehe ich natürlich gerne bereit, da ich viele Zwischenschritte ausgelassen habe.

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-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 02. Okt 2007 16:09    Titel: Antworten mit Zitat

Upps ... jetzt hast du mich erschlagen.

Vornweg: Leider bezieht sich mein Wissen über Quantenphysik auf das rein qualitative Verständnis dieser. Von den Formalismen, also dem ganzen mathematischen Unterbau der Quantenphysik, verstehe ich bisher nichts.
Alles was ich an quantitativen Aussagen treffen kann, ist das, was man in der Schule als Unterrichtsstoff zur Quantenphysik vermittelt bekommt: also der äußere lichtelektrische Effekt. Deswegen kann ich leider maximal erahnen, was deine Rechnungen aussagen. unglücklich

Mir bleibt deswegen nichts anderes übrig, als deine Rechnung und das Ergebnis so hinzunehmen. In ein paar Jahren, wenn ich ein Physik-Studium hinter mir habe, werde ich sie dann sicherlich verstehen. Bis dahin kann ich sie nur gut irgendwo hintun, wo ich sie dann wiederfinde, wenn es soweit ist.

Eine Frage habe ich zu den letzten beiden Zeilen. In deinem ersten Posting zu deiner Rechung stand V für die Sichtbarkeit des Interferrenzmusters. Ich nehme an, dass sie das im zweiten auch noch tut. Warum ist dann die Sictbarkeit des Interferrenzmusters für das Sub-Ensemble (das einzelne Elektron, richtig?) 0, wenn a = 1 (kein Hindernis)? Das leuchtet mir nicht ein. Wenn kein Hinders da ist, dann müsste das Interferrenzmuster doch zu 100% sichtbar sein, oder?

Und wie kommt es, dass die Sichtbarkeit des Subensembles unabhängig ist vom Phasenwinkel der Teilwellen?

Ich hätte an dieser Stelle wirklich liebendgern weiterdiskutiert, aber da habe ich dann wohl doch etwas in Angriff genommen, was ich mit meinen derzeitigen kenntnissen noch nicht verstehen kann. Was mich jedoch noch interessiert ist folgendes:

Offensichtlich nimmt unsere "wechselwirkungsfreie" Messung irgendeinen Einfluss auf das Elektron. Faktisch findet also doch eine Wechselwirkung statt.

Wenn allerdings eine solche Wechselwirkung stattfindet, wie kann dann das Superbombenexperiment funktionieren? Das scheint mir momentan noch etwas widersprüchlich? Findest du also auch noch eine Interpretation zu deiner Rechnung? (Die auch mir ohne die mathematischen Kenntnisse vllt. weiterhelfen könnte, um den Sachverhalt zu begreifen?)

Gruß
Christian
schnudl
Moderator


Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6771
Wohnort: Wien

Beitrag schnudl Verfasst am: 02. Okt 2007 16:32    Titel: Antworten mit Zitat

-Christian- hat Folgendes geschrieben:
Upps ... jetzt hast du mich erschlagen.

sorry, ich dachte 100% du gehst auf die uni und arbeitest an deiner diplomarbeit. ich hab extra nachgesehen, aber wahrscheinlich jemand falschen erwischt.

Vornweg: Leider bezieht sich mein Wissen über Quantenphysik auf das rein qualitative Verständnis dieser. Von den Formalismen, also dem ganzen mathematischen Unterbau der Quantenphysik, verstehe ich bisher nichts.
Alles was ich an quantitativen Aussagen treffen kann, ist das, was man in der Schule als Unterrichtsstoff zur Quantenphysik vermittelt bekommt: also der äußere lichtelektrische Effekt. Deswegen kann ich leider maximal erahnen, was deine Rechnungen aussagen. unglücklich

so hat sich das aber nicht angehört.

Mir bleibt deswegen nichts anderes übrig, als deine Rechnung und das Ergebnis so hinzunehmen. In ein paar Jahren, wenn ich ein Physik-Studium hinter mir habe, werde ich sie dann sicherlich verstehen. Bis dahin kann ich sie nur gut irgendwo hintun, wo ich sie dann wiederfinde, wenn es soweit ist.

Eine Frage habe ich zu den letzten beiden Zeilen. In deinem ersten Posting zu deiner Rechung stand V für die Sichtbarkeit des Interferrenzmusters.

Dort habe ich die Sichtbarkeit als maximale - minimale amplitude definiert.

Ich nehme an, dass sie das im zweiten auch noch tut.

Nein, ich hab den Begriff fallen gelassen und stattdessen den Erwartungswert der "Elektronenhelligkeit" an einem bestimmten Fleck am Schirm, also mit gegebener Pgase, berechnet.

Warum ist dann die Sictbarkeit (der Erwartungswert) des Interferrenzmusters für das Sub-Ensemble (das einzelne Elektron, richtig?) 0, wenn a = 1 (kein Hindernis)? Das leuchtet mir nicht ein. Wenn kein Hinders da ist, dann müsste das Interferrenzmuster doch zu 100% sichtbar sein, oder?

Wenn kein Hindernis da ist, fallen auch keine Elektronen in diese Kategorie, da ja der Detektor 2 nichts anzeigt. Daher ist auch der Erwartungswert Null.

Und wie kommt es, dass die Sichtbarkeit des Subensembles unabhängig ist vom Phasenwinkel der Teilwellen?

Weil in der Wellenfunktion nur ein Beitrag mit elektron=e2 und photon=2 vorkommt. Womit soll der noch interferieren. Alle anderen Terme kommen ja nicht in Frage da sie zu anderen Subensembles gehören.

Ich hätte an dieser Stelle wirklich liebendgern weiterdiskutiert, aber da habe ich dann wohl doch etwas in Angriff genommen, was ich mit meinen derzeitigen kenntnissen noch nicht verstehen kann.

Wie gesagt ist mir das nicht so erschienen.

Was mich jedoch noch interessiert ist folgendes:

Offensichtlich nimmt unsere "wechselwirkungsfreie" Messung irgendeinen Einfluss auf das Elektron. Faktisch findet also doch eine Wechselwirkung statt.

Wenn allerdings eine solche Wechselwirkung stattfindet, wie kann dann das Superbombenexperiment funktionieren? Das scheint mir momentan noch etwas widersprüchlich? Findest du also auch noch eine Interpretation zu deiner Rechnung? (Die auch mir ohne die mathematischen Kenntnisse vllt. weiterhelfen könnte, um den Sachverhalt zu begreifen?)

Ja es ist faszinierend, dass man etwas materielles feststellen kann, ohne direkt mit dem Objekt eine Wechselwirkung einzugehen. Ich habe derzeit keine Plausible Erklärung dafür, die sich aus der klassischen Physik herleiten liesse. Fall du eine hast, lass es mich wissen.


Sorry nochmals, dass ich dich erschlagen habe, aber deine Ausführungen lasen sich nicht wie die eines typischen Schülers. Viel Spass beim Physikstudium !

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-Christian-



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Beitrag -Christian- Verfasst am: 02. Okt 2007 22:10    Titel: Antworten mit Zitat

Nabend Michael!

Du brauchst dich nicht dafür zu entschuldigen, dass du mich mit der Rechnung "erschlagen" hast. Ich hatte ja gehofft, dass ich deine Rechnung, die du ja schon vor ein paar Postings angekündigt hattest, doch irgendwie nachvollziehen könnte, aber da habe ich mich mal wieder übernommen. Ich hoffe, dass du jetzt nicht zu viel Zeit geopfert hast, die du wichtigere Dinge hättest verwenden sollen, weil du dachtest, ich arbeitete an meiner Diplomarbeit. (Schön wäre es ja, aber ich habe in diesem Jahr erst mein Abitur gemacht und das Studium muss mindestens noch ein Jahr warten.)

Zitat:

Warum ist dann die Sictbarkeit (der Erwartungswert) des Interferrenzmusters für das Sub-Ensemble (das einzelne Elektron, richtig?) 0, wenn a = 1 (kein Hindernis)? Das leuchtet mir nicht ein. Wenn kein Hinders da ist, dann müsste das Interferrenzmuster doch zu 100% sichtbar sein, oder?

Wenn kein Hindernis da ist, fallen auch keine Elektronen in diese Kategorie, da ja der Detektor 2 nichts anzeigt. Daher ist auch der Erwartungswert Null.


Achso, das V repräsentiert jetzt den Erwartungswert. Gut, dann kann ich jetzt auch verstehen, was du meinst mit:

Zitat:


Für a=1 wird dies:



und für a=0



was schon zeigt, dass es keine komplette Auslöchung mehr gibt.



Denn für alle ist ungleich 0. Die Elektronen können also überall auf dem Schirm mit einem gewissen Erwartungswert registriert werden.

[Edit] Was mir nur nicht ganz einleuchtet ist, warum der Erwartungswert für a = 1 bei (fast) allen größer als 1 wird. Mit mehr als 100%-iger Wahrscheinlichkeit treffen wir also ein Elektron auf dem Schirm an? Oder habe ich da gerade einen Denkfehler?


Zitat:

Und wie kommt es, dass die Sichtbarkeit des Subensembles unabhängig ist vom Phasenwinkel der Teilwellen?

Weil in der Wellenfunktion nur ein Beitrag mit elektron=e2 und photon=2 vorkommt. Womit soll der noch interferieren. Alle anderen Terme kommen ja nicht in Frage da sie zu anderen Subensembles gehören.


OK. Und die Unabhängigkeit von zeigt dann auch, dass es kein Interferrenzmuster geben kann, weil eben keine zweite Teilwelle da ist. Diese gibt es nicht, weil wir das Elektron ja detektiert haben.

Kannst du mir nur noch kurz erklären, was ich unter dem Begriff Subensemble verstehen muss? Ich weiß nicht ganz, ob damit das einzelne Elektron gemeint ist, oder etwas anderes.


Zitat:
Ja es ist faszinierend, dass man etwas materielles feststellen kann, ohne direkt mit dem Objekt eine Wechselwirkung einzugehen. Ich habe derzeit keine Plausible Erklärung dafür, die sich aus der klassischen Physik herleiten liesse. Fall du eine hast, lass es mich wissen.


Nein, die habe ich leider nicht. Ich dachte, dass man mit dem Experiment irgendwie eine Anhaltspunkt auf die Existenz von verborgenen Variablen hätte finden können, weil es ja schwer gewesen wäre diesen Widerspruch zum Komplementaritätsprinzip zu erklären. (Würde es so ausgehen, wie ich es mir vorgestellt habe)
Mich würde natürlich trotzdem interessieren, wie dieses Experiment ausginge, wenn es real durchgeführt würde. Denn wenn das Superbombenexperiment ohne Explosion der Superbombe nachweisbar funktioniert, leuchtet mir einfach nicht ein, welche Art von Wechselwirkung das Elektron so verändern sollte, dass keine Interferrenz mehr zustande kommt. Echt verrückt, diese Quantenphysik.

Danke jedenfalls, dass du dieses Experiment rechnerisch geprüft hast. Auch wenn ich diese Rechnung im Detail nicht verstehe, weiß ich jetzt zumindest, was die Quantenphysik für dieses Gedankenexperiment voraussagt.

Zitat:
Viel Spass beim Physikstudium !


Danke! Den werde ich hoffentlich haben, wenn es soweit ist! smile

Gruß
Christian

PS: Mal eine persönlichere Frage, wenn ich die stellen darf: Bist du Physikstudent (bzw. übst schon einen "physikalischen Beruf aus)? Oder hast du dir das im Selbststudium angeeignet?
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 03. Okt 2007 07:40    Titel: Antworten mit Zitat

-Christian- hat Folgendes geschrieben:
Nabend Michael!

Du brauchst dich nicht dafür zu entschuldigen, dass du mich mit der Rechnung "erschlagen" hast. Ich hatte ja gehofft, dass ich deine Rechnung, die du ja schon vor ein paar Postings angekündigt hattest, doch irgendwie nachvollziehen könnte, aber da habe ich mich mal wieder übernommen. Ich hoffe, dass du jetzt nicht zu viel Zeit geopfert hast,

das hab ich gemacht, weil ich die idee interessant fand

die du wichtigere Dinge hättest verwenden sollen,
weil du dachtest, ich arbeitete an meiner Diplomarbeit. (Schön wäre es ja, aber ich habe in diesem Jahr erst mein Abitur gemacht und das Studium muss mindestens noch ein Jahr warten.)

Zitat:

Warum ist dann die Sictbarkeit (der Erwartungswert) des Interferrenzmusters für das Sub-Ensemble (das einzelne Elektron, richtig?) 0, wenn a = 1 (kein Hindernis)? Das leuchtet mir nicht ein. Wenn kein Hinders da ist, dann müsste das Interferrenzmuster doch zu 100% sichtbar sein, oder?

Wenn kein Hindernis da ist, fallen auch keine Elektronen in diese Kategorie, da ja der Detektor 2 nichts anzeigt. Daher ist auch der Erwartungswert Null.


Achso, das V repräsentiert jetzt den Erwartungswert. Gut, dann kann ich jetzt auch verstehen, was du meinst mit:




Zitat:


Für a=1 wird dies:



und für a=0



was schon zeigt, dass es keine komplette Auslöchung mehr gibt.



Denn für alle ist ungleich 0. Die Elektronen können also überall auf dem Schirm mit einem gewissen Erwartungswert registriert werden.

[Edit] Was mir nur nicht ganz einleuchtet ist, warum der Erwartungswert für a = 1 bei (fast) allen größer als 1 wird. Mit mehr als 100%-iger Wahrscheinlichkeit treffen wir also ein Elektron auf dem Schirm an? Oder habe ich da gerade einen Denkfehler?

V ist der Wert, den man kriegt wenn man die beiden Amplituden addiert und dann quadriert, wobei vor der Addition noch eventuelle Laufzeitunterschiede durch den Phasenfaktor berücksichtigt werden. Du kannst diesen Wert als einen Proportionalitätsfaktor für die Intensität ansehen.

Bei einem 1:1 geteilten strahl sind die Amplituden






Der Maximalwert ist dann



Und das Quadrat (die Helligkeit)



Wenn man das als Wahrscheinlichkeit auffasst, dann hätte man ein Problem. Möglicherweise muss man noch durch 2 teilen...
Um die Normierung habe ich mir eigentlich keine Gedanken gemacht. Da dieser Wert sowiso nur ein Proportionalitätsfaktor ist, habe ich mich nicht drum gekümmert.

Zitat:

Und wie kommt es, dass die Sichtbarkeit des Subensembles unabhängig ist vom Phasenwinkel der Teilwellen?

Weil in der Wellenfunktion nur ein Beitrag mit elektron=e2 und photon=2 vorkommt. Womit soll der noch interferieren. Alle anderen Terme kommen ja nicht in Frage da sie zu anderen Subensembles gehören.


OK. Und die Unabhängigkeit von zeigt dann auch, dass es kein Interferrenzmuster geben kann, weil eben keine zweite Teilwelle da ist. Diese gibt es nicht, weil wir das Elektron ja detektiert haben.

Kannst du mir nur noch kurz erklären, was ich unter dem Begriff Subensemble verstehen muss? Ich weiß nicht ganz, ob damit das einzelne Elektron gemeint ist, oder etwas anderes.

Ich habe damit nur zum Ausdruck gebracht, dass du eben für die Analyse des Interferenzmusters nur jene Ereignisse heranziehen darfst, für die der Detektor 2 gepiepst hat. Demgegenüber steht die Menge aller Ereignisse.

Zitat:
Ja es ist faszinierend, dass man etwas materielles feststellen kann, ohne direkt mit dem Objekt eine Wechselwirkung einzugehen. Ich habe derzeit keine Plausible Erklärung dafür, die sich aus der klassischen Physik herleiten liesse. Fall du eine hast, lass es mich wissen.


Nein, die habe ich leider nicht. Ich dachte, dass man mit dem Experiment irgendwie eine Anhaltspunkt auf die Existenz von verborgenen Variablen hätte finden können,

Das Thema "Verborgene Variablen hat sich mit den Bell'schen Ungleichungen erledigt. Es gibt keine verborgenen Variablen.

weil es ja schwer gewesen wäre diesen Widerspruch zum Komplementaritätsprinzip zu erklären. (Würde es so ausgehen, wie ich es mir vorgestellt habe)
Mich würde natürlich trotzdem interessieren, wie dieses Experiment ausginge, wenn es real durchgeführt würde. Denn wenn das Superbombenexperiment ohne Explosion der Superbombe nachweisbar funktioniert, leuchtet mir einfach nicht ein, welche Art von Wechselwirkung das Elektron so verändern sollte, dass keine Interferrenz mehr zustande kommt. Echt verrückt, diese Quantenphysik.


Das haben schon mehrere gesagt, u.A. auch jene, die sich besonders intensiv damit beschäftigten, wie zB Feynmann. Wenn du übrigens ein exzellentes Einführungswerk in die Quantenphysik suchst, dan kauf dir Feynmann Lectures , Vorlesungen über Physik III. Die Didaktische Wiedergabe der Materie ist klar und unübertroffen !


Danke jedenfalls, dass du dieses Experiment rechnerisch geprüft hast. Auch wenn ich diese Rechnung im Detail nicht verstehe, weiß ich jetzt zumindest, was die Quantenphysik für dieses Gedankenexperiment voraussagt.

Zitat:
Viel Spass beim Physikstudium !


Danke! Den werde ich hoffentlich haben, wenn es soweit ist! smile

Gruß
Christian

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Beitrag -Christian- Verfasst am: 03. Okt 2007 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

V ist der Wert, den man kriegt wenn man die beiden Amplituden addiert und dann quadriert, wobei vor der Addition noch eventuelle Laufzeitunterschiede durch den Phasenfaktor

berücksichtigt werden. Du kannst diesen Wert als einen Proportionalitätsfaktor für die Intensität ansehen.

Bei einem 1:1 geteilten strahl sind die Amplituden






Der Maximalwert ist dann



Und das Quadrat (die Helligkeit)



Wenn man das als Wahrscheinlichkeit auffasst, dann hätte man ein Problem. Möglicherweise muss man noch durch 2 teilen...
Um die Normierung habe ich mir eigentlich keine Gedanken gemacht. Da dieser Wert sowiso nur ein

Proportionalitätsfaktor ist, habe ich mich nicht drum gekümmert.


OK! Danke ... das habe ich jetzt vage verstanden.

Zitat:

Ich habe damit nur zum Ausdruck gebracht, dass du eben für die Analyse des Interferenzmusters nur jene Ereignisse heranziehen darfst, für die der Detektor 2 gepiepst hat. Demgegenüber steht die

Menge aller Ereignisse.



OK. Subensemble entspricht also dem Superbomben-Fall und das Gesamtensemble allen möglichen Ausgängen des Experiments. Soweit auch klar. Danke!

Zitat:
Das Thema "Verborgene Variablen hat sich mit den Bell'schen Ungleichungen erledigt. Es gibt keine verborgenen Variablen


Na ja. Die Bell'schen Ungleichungen sind mir eigentlich nur vom Namen her bekannt. Aber in diesem Zusammenhang habe ich zumindest gelesen, dass eine lokale Theorie der "verborgenen Variablen" durch diese Ungleichungen ausgeschlossen sind. Eine Nichtlokale soll doch noch als Möglichkeit offen stehen, oder?

Zitat:
Das haben schon mehrere gesagt, u.A. auch jene, die sich besonders intensiv damit

beschäftigten, wie zB Feynmann. Wenn du übrigens ein exzellentes Einführungswerk in die Quantenphysik suchst, dan kauf dir Feynmann Lectures , Vorlesungen über Physik III. Die Didaktische Wiedergabe der Materie ist klar und unübertroffen !


Ich habe mal geschaut. In unserer Bibliothek sind die Feynman Lectures leider nicht erhältlich.
Wird in diesen Bänden auch die Mathematik der QM behandelt?
Hast du sonst vielleicht noch ein paar Buchtipps, die einen mathematischen Einstieg in die QM erlauben?

Zitat:
Ich habe Physik studiert, bin derzeit arbeitslos. Da ich 43 bin, hab ich eigentlich auch wenig Hoffnung auf einen neuen Job unglücklich


Das tut mir Leid.
Würde es dir was ausmachen, wenn ich dir vllt. über PN ein paar (wenige) Fragen zum Physik-Studium (und Berufsaussichten) stelle?

Grüße
Christian
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 03. Okt 2007 15:43    Titel: Antworten mit Zitat

Du kannst sie mir auch öffentlich stellen.
Big Laugh

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Beitrag -Christian- Verfasst am: 03. Okt 2007 22:50    Titel: Antworten mit Zitat

Ok ... du wolltest es ja nicht anders ...

Nein, eigentlich ist es nichts großartiges, was ich wissen möchte. Ich habe momentan noch keine so wirkliche Vorstellung, wie so ein Physikstudium abläuft. Ich bin mir bewusst, dass momentan - wie in allen Studienrichtungen - von Diplomstudiengänge auf Bachelor-/Masterstudiengänge umgestellt wird. Nachdem, was ich bisher so gelesen habe, scheint das in der Physik nicht sonderlich vorteilhaft zu sein, weil der physikalische Diplomstudiengang nicht nur international hoch angesehen ist, sondern vermutlich auch einiges mehr an inhaltlicher Tiefe bietet, als die zukünftigen Bachelor/Masterstudiengänge.

In der Hoffnung, dass ich noch die Gelegenheit bekomme so einen Diplomstudiengang abzubekommen, würde mich interessieren, wie das bei dir damals von statten ging. Also liste ich einfach mal die Fragen auf:

1.) Ist die Mathematik, die am Anfang wohl besonders intensiv gelehrt wird sehr hart zu verstehen, wenn man gerade die Schule beendet hat?

2.) Wie sind die einzelnen Themengebiete der Physik (Mechanik, Thermodynamik, etc.) gewichtet innerhalb des Studiums? Wird auf einen Bereich besonders viel Augenmerk gelegt oder ist alles in etwa gleich stark vertreten?

3.) Was muss ich mir unter dem Nebenfach vorstellen (es soll wohl Informatik, Chemie, Astronomie geben ... noch was?) und wie intensiv wird das behandelt? Spezialisiere ich mich mit diesem Nebenfach dann im Studium oder gschieht das später noch auf andere Weise?
Welches Nebenfach hast du gewählt? Was würdest du empfehlen? Worauf hast du dich generell spezialisiert?

4.) Das ist sicherlich stark von der Uni abhängig, deswegen frage ich mal nach deinen Erfahrungen:

Wie viel Wert wurde auf Praxis gelegt? Wurden oft Experimente gemacht? Wie laufen diese ab (Gruppen, individuell)?

5.) Wie läuft das Schreiben einer Diplomarbeit eigentlich ab? Wird einem das Thema vorgeschrieben oder wählt man sich das später selbstständig? Wie lange schreibt man an so einer Arbeit? Ein Semester?
Und mich interessiert auch: Worüber hast du deine geschrieben? smile

6.) Wann warst du mit dem Studium fertig? Was ist aus deinen Erfahrungen heraus die Regelstudienzeit?




Nachdem du dein Studium beendet hattest, hast du da Einstieg in das Berufsleben gefunden? Sprich: Hast du irgendwo Forschungstätigkeit betrieben?
Wenn ja: Wo? Und wie schnell hast du dort Einstieg gefunden?

Du sagst, dass du momentan arbeitslos bist und keine große Hoffnung hast in "deinem Alter" (ist 43 schon so alt für diesen Bereich?) noch einen neuen Job zu finden: Ist die Arbeitsmarktlage für Physiker moemntan so schlecht oder hat es andere Gründe, dass du das animmst?



So ... ich hoffe, dass ich dir jetzt keine Löcher in den Bauch gefragt habe. Ich bin dankbar für jede Antwort, weil ich noch nie wirklich Gelegenheit hatte die Erfahrungen eines Physikstudenten / Physikstudierten zu hören. Du kannst also ruhig ausschweifend "plaudern" ... ^^

Vielen Dank!

Beste Grüße
Christian
schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 04. Okt 2007 09:37    Titel: Antworten mit Zitat

-Christian- hat Folgendes geschrieben:
Ok ... du wolltest es ja nicht anders ...

Nein, eigentlich ist es nichts großartiges, was ich wissen möchte. Ich habe momentan noch keine so wirkliche Vorstellung, wie so ein Physikstudium abläuft. Ich bin mir bewusst, dass momentan - wie in allen Studienrichtungen - von Diplomstudiengänge auf Bachelor-/Masterstudiengänge umgestellt wird. Nachdem, was ich bisher so gelesen habe, scheint das in der Physik nicht sonderlich vorteilhaft zu sein, weil der physikalische Diplomstudiengang nicht nur international hoch angesehen ist, sondern vermutlich auch einiges mehr an inhaltlicher Tiefe bietet, als die zukünftigen Bachelor/Masterstudiengänge.

In der Hoffnung, dass ich noch die Gelegenheit bekomme so einen Diplomstudiengang abzubekommen, würde mich interessieren, wie das bei dir damals von statten ging. Also liste ich einfach mal die Fragen auf:

1.) Ist die Mathematik, die am Anfang wohl besonders intensiv gelehrt wird sehr hart zu verstehen, wenn man gerade die Schule beendet hat?

Gute Frage. Jein. Es war schon ganz anders aufbereitet als in der Schule, und es läuft ALLES nach dem Schema "Definition - Satz - Beweis". In der Schule ging es eher drum was auszurechnen, während in den Vorlesungen eher der formale Aspekt im Vordergrund stand. Mnn kann es schwer vergleichen. AXngst braucht man aber nicht davor zu haben. Es ist nichts wo man einen IQ von 300 bräuchte um mitzukommen.


2.) Wie sind die einzelnen Themengebiete der Physik (Mechanik, Thermodynamik, etc.) gewichtet innerhalb des Studiums? Wird auf einen Bereich besonders viel Augenmerk gelegt oder ist alles in etwa gleich stark vertreten?

Ich denke, das hängt von der Uni auch ab. Bei uns gab es im ersten Studienabschnitt eine Vorlesung Experimentalphysik, die alle Aspekte der Schulphysik nochmals behandlte, nur auf einem etwas höheren Niveau. Dann gab es eine Vorlesung über Thermodynamik und statistischer Mechnik, eine über Mechanik. Dann im zweiten Abschnitt eine über Elektrodynamik und Relativitätstheorie und eine über Quantenmechanik. Das wars. Der Rest waren Wahlfächer.

3.) Was muss ich mir unter dem Nebenfach vorstellen (es soll wohl Informatik, Chemie, Astronomie geben ... noch was?) und wie intensiv wird das behandelt? Spezialisiere ich mich mit diesem Nebenfach dann im Studium oder gschieht das später noch auf andere Weise?
Welches Nebenfach hast du gewählt? Was würdest du empfehlen? Worauf hast du dich generell spezialisiert?

bei uns gab es diesen Begiff "Nebenfach" nicht. Ich weis nur vom Lehramtsstudium, dass es da sowas ähnliches gibt. Wie es heute ist, weiss ich aber nicht.

4.) Das ist sicherlich stark von der Uni abhängig, deswegen frage ich mal nach deinen Erfahrungen:

Wie viel Wert wurde auf Praxis gelegt? Wurden oft Experimente gemacht? Wie laufen diese ab (Gruppen, individuell)?

Ich hatte in dem besagten Labor mehr Praxis als mir lieb war.

5.) Wie läuft das Schreiben einer Diplomarbeit eigentlich ab? Wird einem das Thema vorgeschrieben oder wählt man sich das später selbstständig? Wie lange schreibt man an so einer Arbeit? Ein Semester?
Und mich interessiert auch: Worüber hast du deine geschrieben? smile

Also ich denke schon, dass man sich das aussuchen kann. Es lief eben so, dass ich mich schon früh für ein Spezialthema interessierte (Supraleitung) und alle möglichen Praktika und Lehrveranstaltungen besucht habe, bis ich an diesem Thema hängenblieb und schliesslich auch, nachdem ich schon länger in diesem Labor tätig war und es in- und auswendig kannte, meine DA anfing. Dies dauerte etwa 1 Jahr. Hätte alles ordnungsgemäss funktioniert, wären es vielleicht 2 Monate gewesen, aber Labortätigkeit ist oft mit ärgerlichen Rückschlägen verbunden. Was soll man machen, wenn ein sündteures Messgerät seinen Geist aufgibt und die Reparatur 2 Monate dauert. Oder wenn man in einem Kryostaten ein Monat nach einem Leck in einer Dichtung sucht, und dieses Leck nur auftritt, wenn man nach einer wochenlangen Vorbereitungszeit (Aufbau, etc) den 10mK Bereich unterschreitet, oder wenn das hauseigene Heliumverflüssigungssystem den Geist aufgegeben hat. Das läppert sich zusammen...Das eigentliche "schreiben" der Diplomarbeit war insoferne nur eine Nebentätigkeit.

6.) Wann warst du mit dem Studium fertig? Was ist aus deinen Erfahrungen heraus die Regelstudienzeit?

Ich hab 10 Semester gebraucht, wenn du arbeitest, können es auch 15 werden.

Nachdem du dein Studium beendet hattest, hast du da Einstieg in das Berufsleben gefunden? Sprich: Hast du irgendwo Forschungstätigkeit betrieben?
Wenn ja: Wo? Und wie schnell hast du dort Einstieg gefunden?

Ich war danach 4 Jahre Assistent an der Uni und arbeitete bezahlt an meiner Dissertation. Nacher reichte es mir mal, und ich fand einen Job in einem grossen Konzern (der übrigens den gleichen Namen trägt wie die Einheit des Kehrwerts des elektrischen Widerstandes). War damals nicht sehr schwer, die haben jeden genommen. Heute dürfte es schwieriger sein, aber Physiker sind glaub ich immer willkommene Gäste.

Du sagst, dass du momentan arbeitslos bist und keine große Hoffnung hast in "deinem Alter" (ist 43 schon so alt für diesen Bereich?) noch einen neuen Job zu finden: Ist die Arbeitsmarktlage für Physiker moemntan so schlecht oder hat es andere Gründe, dass du das animmst?

Gleich vorweg: Physik machst du (fast) nur, wenn du an der Uni bleibst. Viele Physiker kommen in Entwicklungsabteilungen unter, wie es auch bei mir war. Mit Forschung hat das aber eher meist wenig zu tun, obwohl ich viele abwechslungsreiche Jahre hatte. Statt um Wissenserwerb geht es halt um Gelderwerb. Wenn es nebenbei noch interessant ist, kannst du froh sein, ist aber nicht immer gegeben. Der Arbeitsmarkt sagt zwar, es fehlen Naturwissenschafter und Techniker, ich merke davon aber nichts, und habe den Verdacht, es geht nur darum, billige Arbeitskräfte aus dem Ausland reinzuholen. Mit Indien und China wird das ja schon sehr weit getrieben (ich bin weit davon entfernt, nun rassistisch zu werden). Meine Erfahrung ist nur, dass man, um wo einsteigen zu können, entweder unter 30 sein muss, oder ein schlechtbezahler (ca. 5-10x weniger) Inder bzw. Chinese, um einen Job zu kriegen. Ernstgemeinter Ausspruch meines Chefs um 2000: Warum soll ich mir einen Österreicher einstellen, wenn ich dafür 10 Inder bekomme (wohlgemerkt: nichts, wirklich nichts gegen Inder, das sind die nettesten Menschen mit denen ich je zu tun gehabt hatte und im Einzelfall hab ich immer gut mit denen zusammengearbeitet).
Will man wo bleiben, besonders in einem grossen Konzern, so muss man notgedrungen auch in den korrupten Kreisen der machthabenden Führungselite mitspielen - insbesondre in Österreich gibt es ausser Freunderlwirtschaft und Korruption nichts anderes, mit dem man Karriere machen könnte. Einen "Posten" bekommt man, weil man im gleichen Fussballclub wie der Chef spielt, nicht weil man ein guter Elektroniker ist: Denn die Karriechancen nehmen umgekehrt proportional zum Fachwissen einer Person ab, wie es mal ein Kollege vom mir treffend sagte. Oder man macht Karriere, indem man sich eben durch besonders ausgiebiges "Beifallsgejuble" und sonstiges Gesülze bei seinem Chef gute Karten holt. Klingt übertrieben, ist es aber nicht. Meine Verweigerung, hier so mitzuspielen, wie es von mir erwartet wurde (insbesondere bei einer betrügerischen Affäre, von der ich absolut und definitiv nichts wissen wollte), hat mir letztlich meinen Job gekostet.


So ... ich hoffe, dass ich dir jetzt keine Löcher in den Bauch gefragt habe. Ich bin dankbar für jede Antwort, weil ich noch nie wirklich Gelegenheit hatte die Erfahrungen eines Physikstudenten / Physikstudierten zu hören. Du kannst also ruhig ausschweifend "plaudern" ... ^^

Vielen Dank!

Beste Grüße
Christian

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Anmeldungsdatum: 08.07.2006
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Beitrag -Christian- Verfasst am: 04. Okt 2007 11:50    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

Gute Frage. Jein. Es war schon ganz anders aufbereitet als in der Schule, und es läuft ALLES nach dem Schema "Definition - Satz - Beweis". In der Schule ging es eher drum was auszurechnen, während in den Vorlesungen eher der formale Aspekt im Vordergrund stand. Mnn kann es schwer vergleichen. AXngst braucht man aber nicht davor zu haben. Es ist nichts wo man einen IQ von 300 bräuchte um mitzukommen.


Das beruhigt mich schonmal. Ich bin zwar relativ gut in Mathe und habe eigentlich auch Spaß daran, aber man stellt sich die Uni-Mathematik doch immer sehr absonderlich vor. Aber da mache ich mir vielleicht doch mehr Sorgen als nötig ... hoffe ich zumindest ...

Zitat:

Ich denke, das hängt von der Uni auch ab. Bei uns gab es im ersten Studienabschnitt eine Vorlesung Experimentalphysik, die alle Aspekte der Schulphysik nochmals behandlte, nur auf einem etwas höheren Niveau. Dann gab es eine Vorlesung über Thermodynamik und statistischer Mechnik, eine über Mechanik. Dann im zweiten Abschnitt eine über Elektrodynamik und Relativitätstheorie und eine über Quantenmechanik. Das wars. Der Rest waren Wahlfächer.


Wurde diese Vorlesung, in der die Schulphysik nochmal intensiver behandelt wurde, Experimentalphysik genannt, weil ihr entsprechend viel experimentiert habt oder hatte dieser Name andere gründe?
Der Rest klingt ja erstmal sehr ausgewogen. Ich denke mir allzusehr wird sich das von Uni zu Uni nicht unterscheiden.
Aber was genau waren diese Wahlfächer?

Zitat:

Ich hatte in dem besagten Labor mehr Praxis als mir lieb war.


Ich habe jetzt dreimal nachgelesen, aber finde nichts weiter dazu. Was für ein Labor war das? Hast du da nebenbei gearbeitet oder war das irgendein Praktikum? Und warum mehr Praxis "als dir lieb war"?

Zitat:

Also ich denke schon, dass man sich das aussuchen kann. Es lief eben so, dass ich mich schon früh für ein Spezialthema interessierte (Supraleitung) und alle möglichen Praktika und Lehrveranstaltungen besucht habe, bis ich an diesem Thema hängenblieb und schliesslich auch, nachdem ich schon länger in diesem Labor tätig war und es in- und auswendig kannte, meine DA anfing. Dies dauerte etwa 1 Jahr. Hätte alles ordnungsgemäss funktioniert, wären es vielleicht 2 Monate gewesen, aber Labortätigkeit ist oft mit ärgerlichen Rückschlägen verbunden. Was soll man machen, wenn ein sündteures Messgerät seinen Geist aufgibt und die Reparatur 2 Monate dauert. Oder wenn man in einem Kryostaten ein Monat nach einem Leck in einer Dichtung sucht, und dieses Leck nur auftritt, wenn man nach einer wochenlangen Vorbereitungszeit (Aufbau, etc) den 10mK Bereich unterschreitet, oder wenn das hauseigene Heliumverflüssigungssystem den Geist aufgegeben hat. Das läppert sich zusammen...Das eigentliche "schreiben" der Diplomarbeit war insoferne nur eine Nebentätigkeit.


Klingt ja nach einigen fiesen Rückschlägen ... aber auch irgendwo sehr interessant. Letztendlich sammelt man ja so sicherlich viele Erfahrungen. Hat sich der Aufwand letztendlich gelohnt?
In der Zwischenzeit, in der du wegen solcher technischer Probleme experimentell nicht weitermachen konntest, konntest du da überhaupt weiterarbeiten?
Musstest du in die Diplomarbeit auch schon eigene wissenschaftliche Theorien einbringen oder ging es hauptsächlich um die Untersuchung und Bestätigung bisheriger Erkenntnisse? Hast du über Supraleitung allgemein geschrieben oder hast du dich innerhalb dieses Bereiches nocheinmal spezialisiert?
Ínwiefer wurde dir da von deinem Dozenten geholfen?

Zitat:

Ich hab 10 Semester gebraucht, wenn du arbeitest, können es auch 15 werden.


Also 8 Semester Studium und 2 Semester Diplomarbeit, richtig? Dann warst du verhältnismäßig schnell fertig, oder?

Zitat:
Ich war danach 4 Jahre Assistent an der Uni und arbeitete bezahlt an meiner Dissertation. Nacher reichte es mir mal, und ich fand einen Job in einem grossen Konzern (der übrigens den gleichen Namen trägt wie die Einheit des Kehrwerts des elektrischen Widerstandes). War damals nicht sehr schwer, die haben jeden genommen. Heute dürfte es schwieriger sein, aber Physiker sind glaub ich immer willkommene Gäste.


Hast du in der Dissertation dein Thema vom Diplom aufgegriffen? Hast du sie fertig gestellt? Was hattest du als Assistent so für Aufgaben?
Ein Konzern mit dem Namen Ampere/Volt kenne ich leider nicht. ( 1/Ohm auch nicht). Womit hat dieser Konzern sich beschäftigt? Was hat er entwickelt?

Zitat:

Gleich vorweg: Physik machst du (fast) nur, wenn du an der Uni bleibst. Viele Physiker kommen in Entwicklungsabteilungen unter, wie es auch bei mir war. Mit Forschung hat das aber eher meist wenig zu tun, obwohl ich viele abwechslungsreiche Jahre hatte. Statt um Wissenserwerb geht es halt um Gelderwerb. Wenn es nebenbei noch interessant ist, kannst du froh sein, ist aber nicht immer gegeben. Der Arbeitsmarkt sagt zwar, es fehlen Naturwissenschafter und Techniker, ich merke davon aber nichts, und habe den Verdacht, es geht nur darum, billige Arbeitskräfte aus dem Ausland reinzuholen. Mit Indien und China wird das ja schon sehr weit getrieben (ich bin weit davon entfernt, nun rassistisch zu werden). Meine Erfahrung ist nur, dass man, um wo einsteigen zu können, entweder unter 30 sein muss, oder ein schlechtbezahler (ca. 5-10x weniger) Inder bzw. Chinese, um einen Job zu kriegen. Ernstgemeinter Ausspruch meines Chefs um 2000: Warum soll ich mir einen Österreicher einstellen, wenn ich dafür 10 Inder bekomme (wohlgemerkt: nichts, wirklich nichts gegen Inder, das sind die nettesten Menschen mit denen ich je zu tun gehabt hatte und im Einzelfall hab ich immer gut mit denen zusammengearbeitet).
Will man wo bleiben, besonders in einem grossen Konzern, so muss man notgedrungen auch in den korrupten Kreisen der machthabenden Führungselite mitspielen - insbesondre in Österreich gibt es ausser Freunderlwirtschaft und Korruption nichts anderes, mit dem man Karriere machen könnte. Einen "Posten" bekommt man, weil man im gleichen Fussballclub wie der Chef spielt, nicht weil man ein guter Elektroniker ist: Denn die Karriechancen nehmen umgekehrt proportional zum Fachwissen einer Person ab, wie es mal ein Kollege vom mir treffend sagte. Oder man macht Karriere, indem man sich eben durch besonders ausgiebiges "Beifallsgejuble" und sonstiges Gesülze bei seinem Chef gute Karten holt. Klingt übertrieben, ist es aber nicht. Meine Verweigerung, hier so mitzuspielen, wie es von mir erwartet wurde (insbesondere bei einer betrügerischen Affäre, von der ich absolut und definitiv nichts wissen wollte), hat mir letztlich meinen Job gekostet.


Mir ist schon klar, dass man mit einem Physikstudium (sofern man dann auch wirklich Forschung betreiben will) weitestgehend an die Uni gebunden ist. Aber es gibt ja auch noch zahlreiche Forscungseinrichtungen. Wie schwer es ist in diesen Fuß zu fassen, weiß ich natürlich nicht.

Klingt so, als hättest du wirklich viele schlechte Erfahrungen in diesem Konzern gemacht. Drf ich fragen, was du dort gemacht hast? (Du hast zwar geschrieben, dass du in der Entwicklungsabteilung tätig warst, dass das aber nicht mehr viel mit Forschung zu tun hat. Was muss ich mir darunter vorstellen?)
Du brauchst im Übrigen keine Angst zu haben, dass ich deine Äußerungen rassistisch auffasse. Es ist schon sehr klar was du meinst und dass das nicht irgendwie rassistisch motiviert ist.
Korruption hat man wohl überall. Dass es so krass ist, kann man sich in meinem Alter mangels Erfahrungen wohl noch nicht so richtig vorstellen. Es klingt jedenfalls nach einem ganz schönen Morast an menschl. Abgründen.
Hast du schonmal darüber nachgedacht irgendwo im Ausland Fuß zu fassen oder schließt du das für dich aus?

Danke erstmal für deine Antworten. Wenn dir meine Fragerei zu viel wird, dann sag einfach Bescheid.

Gruß
Christian
schnudel



Anmeldungsdatum: 04.10.2007
Beiträge: 56

Beitrag schnudel Verfasst am: 04. Okt 2007 12:08    Titel: Antworten mit Zitat

-Christian- hat Folgendes geschrieben:
Zitat:

Gute Frage. Jein. Es war schon ganz anders aufbereitet als in der Schule, und es läuft ALLES nach dem Schema "Definition - Satz - Beweis". In der Schule ging es eher drum was auszurechnen, während in den Vorlesungen eher der formale Aspekt im Vordergrund stand. Mnn kann es schwer vergleichen. AXngst braucht man aber nicht davor zu haben. Es ist nichts wo man einen IQ von 300 bräuchte um mitzukommen.


Das beruhigt mich schonmal. Ich bin zwar relativ gut in Mathe und habe eigentlich auch Spaß daran, aber man stellt sich die Uni-Mathematik doch immer sehr absonderlich vor. Aber da mache ich mir vielleicht doch mehr Sorgen als nötig ... hoffe ich zumindest ...

Zitat:

Ich denke, das hängt von der Uni auch ab. Bei uns gab es im ersten Studienabschnitt eine Vorlesung Experimentalphysik, die alle Aspekte der Schulphysik nochmals behandlte, nur auf einem etwas höheren Niveau. Dann gab es eine Vorlesung über Thermodynamik und statistischer Mechnik, eine über Mechanik. Dann im zweiten Abschnitt eine über Elektrodynamik und Relativitätstheorie und eine über Quantenmechanik. Das wars. Der Rest waren Wahlfächer.


Wurde diese Vorlesung, in der die Schulphysik nochmal intensiver behandelt wurde, Experimentalphysik genannt, weil ihr entsprechend viel experimentiert habt oder hatte dieser Name andere gründe?
Der Rest klingt ja erstmal sehr ausgewogen. Ich denke mir allzusehr wird sich das von Uni zu Uni nicht unterscheiden.
Aber was genau waren diese Wahlfächer?

Experimentieren in dem Sinne gibt es nicht. Es gibt Laborübungen, aber die waren eher Zeitvertreib. Die Wahlfächer waren Vertiefungen über bestimmte Themen. wenn sich jemand zB. besonders für Quantenfeldtheorie oder für Floreszenzspektroskopie interessierte, konnte man die machen.

Zitat:

Ich hatte in dem besagten Labor mehr Praxis als mir lieb war.


Ich habe jetzt dreimal nachgelesen, aber finde nichts weiter dazu. Was für ein Labor war das? Hast du da nebenbei gearbeitet oder war das irgendein Praktikum? Und warum mehr Praxis "als dir lieb war"?

Ein Institut, welches sich mit Experimentalphysik beschäftigt, hat eben Labors. Wo sollen sonst Experimente gemacht werden? In einem solchen Labor für Tieftemperaturphysik war ich halt sehr lange.


Musstest du in die Diplomarbeit auch schon eigene wissenschaftliche Theorien einbringen oder ging es hauptsächlich um die Untersuchung und Bestätigung bisheriger Erkenntnisse? Hast du über Supraleitung allgemein geschrieben oder hast du dich innerhalb dieses Bereiches nocheinmal spezialisiert?

Natürlich habe ich mich da auch wieder spezialisiert. Es ging um die Magnetisierungseigenschaften von bestimmten Typen von Supraleitern.

Ínwiefer wurde dir da von deinem Dozenten geholfen?

schon

Zitat:

Ich hab 10 Semester gebraucht, wenn du arbeitest, können es auch 15 werden.


Also 8 Semester Studium und 2 Semester Diplomarbeit, richtig? Dann warst du verhältnismäßig schnell fertig, oder?

Hast du in der Dissertation dein Thema vom Diplom aufgegriffen? Hast du sie fertig gestellt? Was hattest du als Assistent so für Aufgaben?
keine, ausser 1x im Jahr ein 1 wöchiges Praktikum zu betreuen.

Hast du schonmal darüber nachgedacht irgendwo im Ausland Fuß zu fassen oder schließt du das für dich aus?
schliesse ich aus

-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 04. Okt 2007 12:26    Titel: Antworten mit Zitat

Upps.
Entschuldige wenn die Fragen teilweise etwas zu aufdringlich und blöd gestellt waren. Das war mir beim Schreiben leider nicht so bewusst. Sorry.

Vielen Dank jedenfalls für deine Antworten und das mathematische Prüfen des Gedankenexperimentes.

Gruß
Christian
Bruce



Anmeldungsdatum: 20.07.2004
Beiträge: 537

Beitrag Bruce Verfasst am: 04. Okt 2007 21:18    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Ernstgemeinter Ausspruch meines Chefs um 2000: Warum soll ich mir einen Österreicher einstellen, wenn ich dafür 10 Inder bekomme

Zu dem von Schnudl nicht direkt erwähnten Konzern fällt mir der
vor noch nicht allzu langer Zeit erschienene reißerische Titel einer
beliebten deutschen Zeitung ein:

"Der Klaus ist fein raus, 30 Prozent mehr Gehalt!"

auch wenn der damit gemeinte Herr im Jahr 2000 noch nicht das ganz
große Rad drehte.

Warum ist die Firma eigentlich angeblich so beliebt bei vielen Absolventen?
Etwa wegen der schwarzen Kassen, weil da für jeden ein Extra-Bonbon drin ist Buschmann

Gruß von Bruce
-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 08. Okt 2007 22:14    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo schnudl!

In den vergangenen Tagen habe ich nocheinmal über mein Gedankenexperiment und deine Entgegnung in diesem Thread nachgedacht.

In deinem Thread mit dem Titel "Vaidman-Experiment" schreibst du:

Zitat:

Ich bin derzeit ein wenig hin und hergerissen. Denn beim Doppelspaltexperiment ist es ja auch "völlig klar", dass wenn man ein Objekt vor den zweiten Spalt schiebt, das Photon auch an jenen Stellen auftreffen darf, wo es bei der Interferenz eine Auslöschung hätte. Wenn ich nun ein Photon an einer solchen Stelle registriere, so weiss, ich, dass

1) keine Wechselwirkung mit einem anderen Objekt stattgefunden hat (sonst wäre es ja nicht am Schirm)
2) aber trotzdem der Spalt verstellt sein muss, d.h. es gibt ein Objekt davor.

Ich denke, das wäre doch das gleiche Szenario wie das Vaidmann Schema, oder hab ich da was übersehen? Komischerweise habe ich mit diesem Gedankenexperiment viel weniger Probleme. Es liegt möglicherweise daran, dass man sich als Physiker einfach an das Bild mit der Wellenfunktion gewöhnt und nicht mehr drüber nahdenkt, weil es eben so gut funktioniert und es, objektiv gesehen, nichts daran zu verbessern gibt.

Vielleicht doch nur "Pups mit Lala" ? Ich weiss es momentan nicht...


Nach einigem Nachdenken, bin ich nun zu dem Schluß gekommen, dass du wohl damit prinzipiell Recht hast. Auch das Doppelspalt-Experiment, bei dem ein Objekt einen Spalt verdeckt, stellt eine Variante des Superbombenexperimentes dar.
Steht ein Objekt vor dem Spalt, so kann das Elektron überall auf dem Schrim landen. Sobald es in den Auslöschungsgebieten (hiermit nehme ich Bezug auf das Doppelspaltexperiment mit zwei geöffneten Spalten) auftritt, ist deutlich, dass der Spalt, den es nicht genommen hat, von irgendeinem Objekt verdeckt ist. Trotzdem hat das Elektron nicht mit diesem Objekt gewechselwirkt (die Bombe wäre nicht explodiert), woraus man auch schließen muss, dass es den offenen Spalt genommen hat. Auch hier erhalten wir also die Information über das Vorhandensein eines Objektes (z.b. der Superbombe).

Man hat wahrscheinlich weniger Probleme dieses Experiment für sich anzunehmen, weil das Objekt direkt vor dem Spalt steht und das ankommende Elektron quasi sofort "merkt", dass ein Objekt vor dem Spalt steht. Im Vaidman-Experiment muss das Photon theoretisch erst den Weg durch beide Interferrometerarme nehmen, um dann festzustellen, dass in einem der beiden ein Objekt steht und es dort nicht lang kommt. Das ist wohl prinzipiell der einzige Unterschied zwischen der Vaidman-Variante und der Variante des Doppelspalt-Experimentes mit nur einem offenen Spalt. Sonst sind beide vom Prinzip her identisch.
Deswegen würde ich das Vaidman-Experiment trotzdem nicht als "Pups mit Lala" bezeichnen, weil es deswegen nützlich ist, weil es im Experiment die Ergebnisse leichter liefert. (entweder der Detektor 2 spricht an, oder nicht --- im Doppelspalt-Experiment, müsste man erst aufwendig feststellen, ob das Elektron nun im Auslöschungsgebiet gelandet ist oder nicht)

Beide Experimente bestätigen also wirklich einfach nur die grundlegenden Vorhersagen der Quantenmechanik: Die Materiewelle kann sich nicht auf beide Spalte/Interferrometerarme aufspalten, weil jeweils nur ein Spalt/Arm offen ist. Es kann also keine Interferrenz stattfinden, was im Experiment zu der "wechselwirkungsfreien Quantenmessung" führt.
Anschaulich spricht man ja immer davon, dass das Quantenobjekt, alle möglichen Wege nimmt. Im Doppelspalt-Experiment also beide Spalte und im MZ-Interferrometer beide Arme durchquert. Die Wellenfunktion, die in diesem Fall eine Superposition aus zwei Teilwellen darstellt, gibt dabei alle möglichen Endresultate (inklusive ihrer Wahrscheinlichkeiten) an. Im Doppelspalt-Experiment enstpricht die Summe aller Endresultate Interferrenzmuster dem, was
wir nach häufigem wiederholen des Experimentes sehen: das Interferrenzmuster des Quantenobjektes.

Ist nur ein Spalt offen, dann kann das Objekt logischer Weise nur diesen nehmen. Die Wahrscheinlichkeit, dass es den anderen nimmt (mathem. repräsentiert durch die Teilwelle für diesen Spalt) sinkt auf 0. Das lässt sich sowohl mathematisch über die Wellenfunktion begründen, als auch mit dem Bild, welches ich eben angesprochen hat. (Quantenobjekt kann nur einen Weg nehmen)

Warum habe ich das nun alles geschrieben? Beim durchlaufen dieses Gedankenganges ist mir nocheinmal klargeworden, dass mein Gedankenexperiment sich in einem wichtigen Punkt unterscheidet: In diesem bleiben zu jeder Zeit beide Spalte für das Elektron offen.
Mathematisch ändert das nichts, wie du ja gezeigt hast: die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Elektron im Spalt 2 detektiert wird sinkt auf 0, sobald der Detektor 2 des MZ-Interferrometers vor Spalt 1 anspricht. Es ist undenkbar, dass wir das Elektron dann, wenn es im ersten Spalt auf die beschriebene Weise detektiert wurde, wir es jemals im 2. Spalt auch messen werden. Mathematisch kann es also laut Quantenphysik keine zweite Teilwelle geben, die mit der
ersten noch interferrieren könnte.
Dennoch bleibt festzuhalten, dass das Photon, welches unser Elektron detektiert, auf keine Weise mit dem Elektron gewechselwirkt hat. Es hat kein Energieaustausch stattgefunden! (Was, denke ich, die Grundvoraussetzung für eine Wechselwirkung ist.)

Nehmen wir also an, ohne das Experiment durchgeführt zu haben, dass die Vorhersage der Quantenphysik stimmt und tatsächlich kein Interferrenzmuster auftreten wird. Dadurch würden mindestens zwei grundlegende Prinzipien der Quantenphysik auf eine qualitativ neuartige Weise bestätigt:

1.) Es lässt sich dann bestätigen, dass das Heisenberg'sche Unbestimmtheitsprinzip (HUP) tatsächlich fundamentalen Charakter hat und nicht Resultat der (klassischen) Wechselwirkung ist, die beim Messprozess zwischen Messgerät und untersuchtem Objekt stattfindet. (Der Ort des Elektrons ist auf die Größe des Spaltes bekannt -> der Impuls sehr unbestimmt, weil das Elektron überall auf dem Schirm landen kann)

2.) Bohrs Komplementaritätsprinzip findet sich hier ebenso als fundamentales Prinzip bestätigt. Die Information über ein Objekt ist in Hinblick auf gewisse Größen beschränkt. Nur eine dieser beiden Größen kann 100% existieren. Sie ist ebenfalls unabhängig von der Wechselwirkung mit dem Rest der Welt. (z.B. Weg-Information oder Interferrenzmuster) Was zählt ist allein die Menge der Information, die über beide Größen vorhanden ist.

Da wir aber nicht davon ausgehen können, dass das Experiment die Quantenphysik bestätigt (warum sollten wir?), kann man also auch den entgegengesetzten Fall annehmen. Dann würden sich die Vorraussagen der Quantenphysik als rein statistisch herausstellen und man müsste doch annehmen, dass verborgene Variablen existieren.

Momentan spricht sicherlich mehr für die Variante 1, weil die Vorraussagen der Quantenphysik schon auf andere Weise bestätigt wurden. Auszuschließen ist die zweite Variante sicherlich dennoch nicht.

Wie auch immer, in jedem Fall hat dieses Experiment also einen relativ großen Wert, wie ich finde, und es wäre sicherlich lohnenswert, es durchzuführen. Was meinst du? Haben deine Überlegungen zum gesamten Sachverhalt schon weitergeführt?

Gruß
Christian
schnudel



Anmeldungsdatum: 04.10.2007
Beiträge: 56

Beitrag schnudel Verfasst am: 08. Okt 2007 23:05    Titel: Antworten mit Zitat

Was mir am ganzen Thread am besten gefällt ist der Ausdruck
"Pups mit Lala", in Österreich würe man es so sagen ...


-Christian- hat Folgendes geschrieben:
....
Nehmen wir also an, ohne das Experiment durchgeführt zu haben, dass die Vorhersage der Quantenphysik stimmt und tatsächlich kein Interferrenzmuster auftreten wird. Dadurch würden mindestens zwei grundlegende Prinzipien der Quantenphysik auf eine qualitativ neuartige Weise bestätigt:

1.) Es lässt sich dann bestätigen, dass das Heisenberg'sche Unbestimmtheitsprinzip (HUP) tatsächlich fundamentalen Charakter hat und nicht Resultat der (klassischen) Wechselwirkung ist, die beim Messprozess zwischen Messgerät und untersuchtem Objekt stattfindet.

Das wird in der Quantenmechanik auch nicht behauptet. Fundamental ist es aber deswegen auch nicht wirklich , da es sich aus den Axiomen der Quantenmechanik einfach ergibt, wie viele andere dinge auch. Weder die Unschärferelation noch das Komplementaritätsprinzip sind überhaupt Begriffe, die Gegenstand der aktuellen Forschung wären, genauso wie derzeit niemend in der Elektrotechnik das Induktionsgesetz untersuchen würde. Das ist Schnee von gestern und fester Bestandteil der Physik seit mehr als 100 Jahren...

(Der Ort des Elektrons ist auf die Größe des Spaltes bekannt -> der Impuls sehr unbestimmt, weil das Elektron überall auf dem Schirm landen kann)

2.) Bohrs Komplementaritätsprinzip findet sich hier ebenso als fundamentales Prinzip bestätigt. Die Information über ein Objekt ist in Hinblick auf gewisse Größen beschränkt. Nur eine dieser beiden Größen kann 100% existieren. Sie ist ebenfalls unabhängig von der Wechselwirkung mit dem Rest der Welt. (z.B. Weg-Information oder Interferrenzmuster) Was zählt ist allein die Menge der Information, die über beide Größen vorhanden ist.

Da wir aber nicht davon ausgehen können, dass das Experiment die Quantenphysik bestätigt (warum sollten wir?), kann man also auch den entgegengesetzten Fall annehmen. Dann würden sich die Vorraussagen der Quantenphysik als rein statistisch herausstellen und man müsste doch annehmen, dass verborgene Variablen existieren.

das wird seit 70 Jahren probiert - noch nie gelang es, die Quantenphysik in Zweifel zu ziehen.
Es gibt keine verborgenen (lokalen) Variablen, das ist seit dem Gedankenexperiment am GHZ Zustand mehr als deutlich gezeigt woren. Eines meiner Lieblings Gedankenexperimente überhaupt...


Momentan spricht sicherlich mehr für die Variante 1, weil die Vorraussagen der Quantenphysik schon auf andere Weise bestätigt wurden. Auszuschließen ist die zweite Variante sicherlich dennoch nicht.

Wie auch immer, in jedem Fall hat dieses Experiment also einen relativ großen Wert, wie ich finde, und es wäre sicherlich lohnenswert, es durchzuführen. Was meinst du? Haben deine Überlegungen zum gesamten Sachverhalt schon weitergeführt?

Wäre sicher interessant, nur was lernt man dann davon, wenn es zugunsten der Quantenmechnaik ausginge? Nichts, rein gar nichts. Und der entgegengesetzte Fall ist äusserst unwahrscheinlich - damit stünde dir mit Sicherheit der Nobelpreis zu.

Das Vaidman-Schema ist (wie ich kürzlich von einem Professor erfahren habe) eigentlich nur eine
Weiterentwicklung der Ueberlegungen von Renninger
zu "Nullmessungen" aus den 50er Jahren und somit auch nichts wirklich neues (wie übrigens auch der ganze Haufen von ähnlichen Experimenten (Quantenteleportation, Quantenradierer, Quanten Zeno, etc, etc.)

Ich betrachte die Idee eher als Gedankenexperiment; die reale Wechselwirkung zwischen Elektronen und Photonen ist, denke ich technisch nicht so leicht steuerbar, wie wir tun, und es wäre ein ziemlicher Aufwand, das Experiment wirklich zu realisieren. Ich glaube, wenn man nur lange genug nachdenkt, findet man etwas äquivalentes, aber technisch einfacheres. Wie gesagt, der Wert ist aber nur beschränkt...Die Richtigkeit der Quantenmechanik steht eigentlich ausser Frage, es ist nur seit Anbeginn auch eine Diskussion um deren Interpretation entbrannt. Wir müssen uns einfach lösen von klassischen und vor allem lokalen Begriffen, auch wenn es weh tut. Teilchen und Welle gehören da eben dazu, und so ist es nicht verwunderlich, dass man damit ins Schwitzen kommt.

Es geht eigentlich nicht darum zu zeigen, dass die Quantenphysik richtig ist (jeder der das tut wäre ein Narr - ich rede aber nicht von Verbesserungen), sondern wir müssen ihre zuweilen obskuren Resultate vielleicht in einer geeigneten und angepassteren Sichtweise interpretieren, und hier wäre vielleicht auch der eine oder andere neue Begriff vonnöten. Darum geht es. Ich wüsste aber derzeit auch nicht, wie eine neue oder verbesserte Interpretation überhaupt auszusehen hätte, damit ich (man) sie als zufriedenstellender als die Kopenhagener Interpretation einstufen würde.

Ich vergleiche unsere derzeitige Situation gerne mit der Zeit vor dem Aufstellen der Postulate der Relativitätstheorie. Schon damals ahnte man, dass etwas im Busch war, und Einstein war fürwahr nicht der erste , der die Gleichungen der Lorentztransformation niederschrieb, sondern eben Lorentz und noch ein paar andere zuvor. Es gab eine viel zu umständliche Theorie des Elektrons und Fitzgerald dachte schon lange zuvor über eine Längenkontraktion nach. Der Verdienst Einsteins war es, alles in einen einheitlichen Guss zu pressen und eine klare "Sprache" zur Verfügung zu stellen, in der die altbekannten Unzureichlichkeiten ein neues und vor allem elegantes Gewand bekamen. Wenn es nicht Einstein gewesen wäre, dann halt jemand anderer - die Zeit dafür war damals gerade reif. Genau so ein deratiges "Drumherum" fehlt meiner Meinung bei der Quantenmechanik (und auch allen anderen Quanten-XXX-Theorien), ungeachtet ihrer gewaltigen Erfolge, und solange dieses Gewand nicht geschaffen ist, wird es Diskussionen zur Interpretation geben.

-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 09. Okt 2007 20:38    Titel: Antworten mit Zitat

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Das wird in der Quantenmechanik auch nicht behauptet. Fundamental ist es aber deswegen auch nicht wirklich , da es sich aus den Axiomen der Quantenmechanik einfach ergibt, wie viele andere dinge auch. Weder die Unschärferelation noch das Komplementaritätsprinzip sind überhaupt Begriffe, die Gegenstand der aktuellen Forschung wären, genauso wie derzeit niemend in der Elektrotechnik das Induktionsgesetz untersuchen würde. Das ist Schnee von gestern und fester Bestandteil der Physik seit mehr als 100 Jahren...


Natürlich wird das in der Quantenmechanik nicht behauptet. Aus diesem Grund benutzte ich das Wort "bestätigt" und nicht etwa "widerlegt" oder ähnliche.Ich denke schon, dass lt. QM diese beiden Prinzipien fundamentalen Charakter i.S. einer grundlegenden Eigenschaft der Natur haben sollen. Ein Großteil der Quantenmechanik baut darauf auf.
Trotzdem ist die Interpretation der beiden Prinzipien in vielerlei Richtungen mgl. - z.B., dass die HUP Resultat der Wechselwirkung mit der Umwelt ist. (Ergebnis eines Experimentes und die Messung sind untrennbar miteinander verbunden - weil Messung Experiment durch Wechselwirkung beeinflußt)

Sollte man nur über die Dinge nachdenken, die Allgemeinhin zu dem zählen, was "Gegenstand der aktuellen Forschung" ist? Dann wäre Verhaltensregel Nummer 1 in der Physik also: Zweifle nie an alten wissenschaftlichen Erkenntnissen! Mag ja sein, dass in den meisten Fällen wirklich die Zeit diese Erkenntnisse bestätigt. Und in den allermeisten Fällen ist es sicherlich vergebene Mühe lang bestehende wissenschaftliche
Erkenntnisse anzuzweifeln. Aber daraus einen Grundsatz zu machen, wie es bei dir jetzt klingt ... na ja ...


schnudel hat Folgendes geschrieben:

das wird seit 70 Jahren probiert - noch nie gelang es, die Quantenphysik in Zweifel zu ziehen.
Es gibt keine verborgenen (lokalen) Variablen, das ist seit dem Gedankenexperiment am GHZ Zustand mehr als deutlich gezeigt woren. Eines meiner Lieblings Gedankenexperimente überhaupt...


Werde mich später damit beschäftigen. Dank für den Hinweis!

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Wäre sicher interessant, nur was lernt man dann davon, wenn es zugunsten der Quantenmechnaik ausginge? Nichts, rein gar nichts. Und der entgegengesetzte Fall ist äusserst unwahrscheinlich - damit stünde dir mit Sicherheit der Nobelpreis zu.


Das sehe ich nicht so. Das Experiment schließt jegliche klassische Wechselwirkung mit dem Quantenobjekt aus. Trotzdem verschwindet das Interferrenzmuster. Damit rückt tatsächlich die Information über das Quantenobjekt, als einzige beeinflußbare Größe in den Mittelpunkt. Das wird vielleicht schon lange so gesehen in der QM, aber trotzdem findet in jedem (mir bekannten - ich weiß, dass ich lange nicht alle kenne) bisherigen Experiment eine Wechselwirkung als Störfaktor statt. Hier nicht. Ich finde schon, dass das qualitativ neuartig ist und man i.S. etwas
neues daraus gewinnen kann.

schnudel hat Folgendes geschrieben:


Das Vaidman-Schema ist (wie ich kürzlich von einem Professor erfahren habe) eigentlich nur eine Weiterentwicklung der Ueberlegungen von Renninger zu "Nullmessungen" aus den 50er Jahren und somit auch nichts wirklich neues (wie übrigens auch der ganze Haufen von ähnlichen Experimenten (Quantenteleportation, Quantenradierer, Quanten Zeno, etc, etc.)


Ich weiß, dass diese Idee schon älter ist. Auch, dass die Quantenteleportation nicht von Zeilinger erdacht wurde. Das behauptet doch aber auch niemand. (Zeilinger selbst im Übrigen auch nicht)

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Ich betrachte die Idee eher als Gedankenexperiment; die reale Wechselwirkung zwischen Elektronen und Photonen ist, denke ich technisch nicht so leicht steuerbar, wie wir tun, und es wäre ein ziemlicher Aufwand, das Experiment wirklich zu realisieren. Ich glaube, wenn man nur lange genug nachdenkt, findet man etwas äquivalentes, aber technisch einfacheres. Wie gesagt, der Wert ist aber nur beschränkt...


Das hatten wir ja zu Anfang schon angesprochen. Es ist sicherlich nur mit einem enormen technischen Aufwand durchführbar. Aber prinzipiell scheint es nichts hinderliches zu geben. Ein Äquivalentes Gedankenexperiment kann es durchaus geben ... würde mich sogar sehr interessieren.

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Die Richtigkeit der Quantenmechanik steht eigentlich ausser Frage, es ist nur seit Anbeginn auch eine Diskussion um deren Interpretation entbrannt. Wir müssen uns einfach lösen von klassischen und vor allem lokalen Begriffen, auch wenn es weh tut. Teilchen und Welle gehören da eben dazu, und so ist es nicht verwunderlich, dass man damit ins Schwitzen kommt.

Es geht eigentlich nicht darum zu zeigen, dass die Quantenphysik richtig ist (jeder der das tut wäre ein Narr - ich rede aber nicht von Verbesserungen), sondern wir müssen ihre zuweilen obskuren Resultate vielleicht in einer geeigneten und angepassteren Sichtweise interpretieren, und hier wäre vielleicht auch der eine oder andere neue Begriff vonnöten. Darum geht es. Ich wüsste aber derzeit auch nicht, wie eine neue oder verbesserte Interpretation überhaupt auszusehen hätte, damit ich (man) sie als zufriedenstellender als die Kopenhagener Interpretation einstufen würde.


Da hast du Recht. Die Richtigkeit der QM steht außer Frage. Das zweifle ich auch nicht an. Die Interpretation sehr wohl und ich zweifle daran, dass die QM wirklich die Natur richtig versteht.
Sie beschreibt sie vllt. sehr gut, aber am Rest hege ich Zweifel. Inwiefern das eine Frage der Begriffe ist, die wir verwenden, vermag ich nicht einzuschätzen.
Es gibt ein Buch von Werner Heisenberg, dass sich zum Teil mit der Problematik der Begriffe beschäftigt. Er meint, wir könnten keine Physik ohne diese klassischen Begriffe betreiben und seien gezwungen sie auch so zu übernehmen. Leider habe ich seine Ausführungen allerdings nicht
wirklich verstanden. Da fehlt mir dann wohl doch noch etwas ... vllt. interessiert es dich ja aber: "Physik und Philosophie", ist der Titel.

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Ich vergleiche unsere derzeitige Situation gerne mit der Zeit vor dem Aufstellen der Postulate der Relativitätstheorie. Schon damals ahnte man, dass etwas im Busch war, und Einstein war fürwahr nicht der erste , der die Gleichungen der Lorentztransformation niederschrieb, sondern eben Lorentz und noch ein paar andere zuvor. Es gab eine viel zu umständliche Theorie des Elektrons und Fitzgerald dachte schon lange zuvor über eine Längenkontraktion nach. Der Verdienst Einsteins war es, alles in einen einheitlichen Guss zu pressen und eine klare "Sprache" zur
Verfügung zu stellen, in der die altbekannten Unzureichlichkeiten ein neues und vor allem elegantes Gewand bekamen. Wenn es nicht Einstein gewesen wäre, dann halt jemand anderer - die Zeit dafür war damals gerade reif. Genau so ein deratiges "Drumherum" fehlt meiner Meinung bei der Quantenmechanik (und auch allen anderen Quanten-XXX-Theorien), ungeachtet ihrer gewaltigen Erfolge, und solange dieses Gewand nicht geschaffen ist, wird es Diskussionen zur Interpretation geben.



Das ist in der Tat ein guter Vergleich. Auch wenn ich es immer für etwas gewagt halte, solche Behauptungen aufzustellen wie "Wenn es nicht Einstein gewesen wäre, dann halt jemand anderer" ... wie will man das denn vernünftig begründen? Allein schon die Tatsache, dass Lorentz selbst arge Probleme mit der Einstein'schen Auslegung seiner Formeln hatte und dass über Jahrzehnte hinweg allgemein ein reger Widerstand gegen die Relativitätstheorie herrschte - was vollkommen verständlich ist, schließlich stellte das ja über 100 Jahre Physik Newton'sche Physik auf dem Kopf (irgendwie muss ich jetzt an den ersten Absatz deiner Antwort denken, der den Vergleich mit dem Induktionsgesetz betrifft) -, zeigt wohl, dass die Zeit wohl alles andere als "reif" war.
Das scheint mir immer so der negative Gegenpol zu dem (zugegebenermaßen übertriebenen) Trubel, der um Einstein gemacht wird. Das eine bauscht auf ... Aussagen wie deine verkennen den Wert.
Nichtsdestotrotz kann ich mich trotzdem sehr gut mit deinem Gedanken anfreunden. Vielleicht fehlt ja wirklich nur eine klarere Sprache ... das "Drumherum" eben. Wer weiß ...

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Was mir am ganzen Thread am besten gefällt ist der Ausdruck
"Pups mit Lala", in Österreich würe man es so sagen ...


Du brauchst auf dieses Posting nicht zu antworten, weil ich es nicht verantworten kann und vorallem auch nicht will, deine wertvolle Lebenszeit mit meinen naiven Gedanken und Fragen in diesem "Schas-mit-Quastln"-Thread zu verschwenden.

MFG
Christian

PS: Vielen Dank für die Buchempfehlung zu den 3 Bänden der Feynman-Vorlesungen. Ich habe mir nun den ersten Band ausgeliehen (und werde ihn mir sicherlich auch in Bälde kaufen) und bin schon von den ersten Seiten begeistert ...
schnudel



Anmeldungsdatum: 04.10.2007
Beiträge: 56

Beitrag schnudel Verfasst am: 09. Okt 2007 21:29    Titel: Antworten mit Zitat

-Christian- hat Folgendes geschrieben:
schnudel hat Folgendes geschrieben:

Das wird in der Quantenmechanik auch nicht behauptet. Fundamental ist es aber deswegen auch nicht wirklich , da es sich aus den Axiomen der Quantenmechanik einfach ergibt, wie viele andere dinge auch. Weder die Unschärferelation noch das Komplementaritätsprinzip sind überhaupt Begriffe, die Gegenstand der aktuellen Forschung wären, genauso wie derzeit niemend in der Elektrotechnik das Induktionsgesetz untersuchen würde. Das ist Schnee von gestern und fester Bestandteil der Physik seit mehr als 100 Jahren...


Natürlich wird das in der Quantenmechanik nicht behauptet. Aus diesem Grund benutzte ich das Wort "bestätigt" und nicht etwa "widerlegt" oder ähnliche.Ich denke schon, dass lt. QM diese beiden Prinzipien fundamentalen Charakter i.S. einer grundlegenden Eigenschaft der Natur haben sollen. Ein Großteil der Quantenmechanik baut darauf auf.
Trotzdem ist die Interpretation der beiden Prinzipien in vielerlei Richtungen mgl. - z.B., dass die HUP Resultat der Wechselwirkung mit der Umwelt ist. (Ergebnis eines Experimentes und die Messung sind untrennbar miteinander verbunden - weil Messung Experiment durch Wechselwirkung beeinflußt)

Sollte man nur über die Dinge nachdenken, die Allgemeinhin zu dem zählen, was "Gegenstand der aktuellen Forschung" ist? Dann wäre Verhaltensregel Nummer 1 in der Physik also: Zweifle nie an alten wissenschaftlichen Erkenntnissen! Mag ja sein, dass in den meisten Fällen wirklich die Zeit diese Erkenntnisse bestätigt. Und in den allermeisten Fällen ist es sicherlich vergebene Mühe lang bestehende wissenschaftliche
Erkenntnisse anzuzweifeln. Aber daraus einen Grundsatz zu machen, wie es bei dir jetzt klingt ... na ja ...

es ist immer gut zu zweifeln, auch bei althergebrachten dingen. nur gibt es derzeit keinen grund an den prinzipien zu zweifeln: die qm beschreibt die natur bis in höchste präzision... haben wir derzeit was besseres ?


schnudel hat Folgendes geschrieben:

Wäre sicher interessant, nur was lernt man dann davon, wenn es zugunsten der Quantenmechnaik ausginge? Nichts, rein gar nichts. Und der entgegengesetzte Fall ist äusserst unwahrscheinlich - damit stünde dir mit Sicherheit der Nobelpreis zu.


Das sehe ich nicht so. Das Experiment schließt jegliche klassische Wechselwirkung mit dem Quantenobjekt aus. Trotzdem verschwindet das Interferrenzmuster. Damit rückt tatsächlich die Information über das Quantenobjekt, als einzige beeinflußbare Größe in den Mittelpunkt. Das wird vielleicht schon lange so gesehen in der QM, aber trotzdem findet in jedem (mir bekannten - ich weiß, dass ich lange nicht alle kenne) bisherigen Experiment eine Wechselwirkung als Störfaktor statt. Hier nicht. Ich finde schon, dass das qualitativ neuartig ist und man i.S. etwas
neues daraus gewinnen kann.

Es gibt eine Reihe von Experimenten, die Weginformationen ohne direkte Wechselwirkung erhalten und dabei kein Interferenzmuster ergeben. Ich werde dir das mal zukommen lassen.

schnudel hat Folgendes geschrieben:


Das Vaidman-Schema ist (wie ich kürzlich von einem Professor erfahren habe) eigentlich nur eine Weiterentwicklung der Ueberlegungen von Renninger zu "Nullmessungen" aus den 50er Jahren und somit auch nichts wirklich neues (wie übrigens auch der ganze Haufen von ähnlichen Experimenten (Quantenteleportation, Quantenradierer, Quanten Zeno, etc, etc.)


Ich weiß, dass diese Idee schon älter ist. Auch, dass die Quantenteleportation nicht von Zeilinger erdacht wurde. Das behauptet doch aber auch niemand. (Zeilinger selbst im Übrigen auch nicht)

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Ich betrachte die Idee eher als Gedankenexperiment; die reale Wechselwirkung zwischen Elektronen und Photonen ist, denke ich technisch nicht so leicht steuerbar, wie wir tun, und es wäre ein ziemlicher Aufwand, das Experiment wirklich zu realisieren. Ich glaube, wenn man nur lange genug nachdenkt, findet man etwas äquivalentes, aber technisch einfacheres. Wie gesagt, der Wert ist aber nur beschränkt...


Das hatten wir ja zu Anfang schon angesprochen. Es ist sicherlich nur mit einem enormen technischen Aufwand durchführbar. Aber prinzipiell scheint es nichts hinderliches zu geben. Ein Äquivalentes Gedankenexperiment kann es durchaus geben ... würde mich sogar sehr interessieren.

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Die Richtigkeit der Quantenmechanik steht eigentlich ausser Frage, es ist nur seit Anbeginn auch eine Diskussion um deren Interpretation entbrannt. Wir müssen uns einfach lösen von klassischen und vor allem lokalen Begriffen, auch wenn es weh tut. Teilchen und Welle gehören da eben dazu, und so ist es nicht verwunderlich, dass man damit ins Schwitzen kommt.

Es geht eigentlich nicht darum zu zeigen, dass die Quantenphysik richtig ist (jeder der das tut wäre ein Narr - ich rede aber nicht von Verbesserungen), sondern wir müssen ihre zuweilen obskuren Resultate vielleicht in einer geeigneten und angepassteren Sichtweise interpretieren, und hier wäre vielleicht auch der eine oder andere neue Begriff vonnöten. Darum geht es. Ich wüsste aber derzeit auch nicht, wie eine neue oder verbesserte Interpretation überhaupt auszusehen hätte, damit ich (man) sie als zufriedenstellender als die Kopenhagener Interpretation einstufen würde.


Da hast du Recht. Die Richtigkeit der QM steht außer Frage. Das zweifle ich auch nicht an. Die Interpretation sehr wohl und ich zweifle daran, dass die QM wirklich die Natur richtig versteht.
Sie beschreibt sie vllt. sehr gut, aber am Rest hege ich Zweifel. Inwiefern das eine Frage der Begriffe ist, die wir verwenden, vermag ich nicht einzuschätzen.
Es gibt ein Buch von Werner Heisenberg, dass sich zum Teil mit der Problematik der Begriffe beschäftigt. Er meint, wir könnten keine Physik ohne diese klassischen Begriffe betreiben und seien gezwungen sie auch so zu übernehmen. Leider habe ich seine Ausführungen allerdings nicht
wirklich verstanden. Da fehlt mir dann wohl doch noch etwas ... vllt. interessiert es dich ja aber: "Physik und Philosophie", ist der Titel.

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Ich vergleiche unsere derzeitige Situation gerne mit der Zeit vor dem Aufstellen der Postulate der Relativitätstheorie. Schon damals ahnte man, dass etwas im Busch war, und Einstein war fürwahr nicht der erste , der die Gleichungen der Lorentztransformation niederschrieb, sondern eben Lorentz und noch ein paar andere zuvor. Es gab eine viel zu umständliche Theorie des Elektrons und Fitzgerald dachte schon lange zuvor über eine Längenkontraktion nach. Der Verdienst Einsteins war es, alles in einen einheitlichen Guss zu pressen und eine klare "Sprache" zur
Verfügung zu stellen, in der die altbekannten Unzureichlichkeiten ein neues und vor allem elegantes Gewand bekamen. Wenn es nicht Einstein gewesen wäre, dann halt jemand anderer - die Zeit dafür war damals gerade reif. Genau so ein deratiges "Drumherum" fehlt meiner Meinung bei der Quantenmechanik (und auch allen anderen Quanten-XXX-Theorien), ungeachtet ihrer gewaltigen Erfolge, und solange dieses Gewand nicht geschaffen ist, wird es Diskussionen zur Interpretation geben.



Das ist in der Tat ein guter Vergleich. Auch wenn ich es immer für etwas gewagt halte, solche Behauptungen aufzustellen wie "Wenn es nicht Einstein gewesen wäre, dann halt jemand anderer" ... wie will man das denn vernünftig begründen? Allein schon die Tatsache, dass Lorentz selbst arge Probleme mit der Einstein'schen Auslegung seiner Formeln hatte und dass über Jahrzehnte hinweg allgemein ein reger Widerstand gegen die Relativitätstheorie herrschte - was vollkommen verständlich ist, schließlich stellte das ja über 100 Jahre Physik Newton'sche Physik auf dem Kopf (irgendwie muss ich jetzt an den ersten Absatz deiner Antwort denken, der den Vergleich mit dem Induktionsgesetz betrifft) -, zeigt wohl, dass die Zeit wohl alles andere als "reif" war.
Das scheint mir immer so der negative Gegenpol zu dem (zugegebenermaßen übertriebenen) Trubel, der um Einstein gemacht wird. Das eine bauscht auf ... Aussagen wie deine verkennen den Wert.

Ich glaube schon an das Genie Einstein, sonst hätte ich ihn ja nicht erwähnt. wirklich im alleingang war seine arbeit zur relativitätstheoorie aber keineswegs, auch wenn er kein einziges Literaturzitat in seiner berühmten Arbeit drin hat. Ein echzter Alleingang war hingegen die allgemeine Relativitätsteorie, die, so schreibt Max Born, "zu den genialsten Leistungen zählt, die das menschlichen Denkens überhaupt vorgebracht hat". In diesem Werk "Physik im Wandel der zeiten" heisst es glaub ich, schildert er, als vertrauter Freund Einsteins die damalige Situation und nimmt auch zu manch seltsamen Fakten Stellung. Einstein hat mit hoher Sicherheit sehr gut über die damaligen Problematiken Bescheid gewusst und war über die Arbeiten der anderen Pioniere bestens informiert. Trotzdem kein Deut der Erwähnung in seinen Papern...Ich erwähne das nur, weil ich es so in dem Buch von Born gelesen habe, ich selbst würde es mir nicht anmassen, an Einstein Kritik zu üben.


Nichtsdestotrotz kann ich mich trotzdem sehr gut mit deinem Gedanken anfreunden. Vielleicht fehlt ja wirklich nur eine klarere Sprache ... das "Drumherum" eben. Wer weiß ...

schnudel hat Folgendes geschrieben:

Was mir am ganzen Thread am besten gefällt ist der Ausdruck
"Pups mit Lala", in Österreich würe man es so sagen ...


Du brauchst auf dieses Posting nicht zu antworten, weil ich es nicht verantworten kann und vorallem auch nicht will, deine wertvolle Lebenszeit mit meinen naiven Gedanken und Fragen in diesem "Schas-mit-Quastln"-Thread zu verschwenden.

nein, nein, ist immer interessant deine zeilen zu lesen...

MFG
Christian

PS: Vielen Dank für die Buchempfehlung zu den 3 Bänden der Feynman-Vorlesungen. Ich habe mir nun den ersten Band ausgeliehen (und werde ihn mir sicherlich auch in Bälde kaufen) und bin schon von den ersten Seiten begeistert ...
schnudel



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Beitrag schnudel Verfasst am: 10. Okt 2007 09:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ich wollte noch dagen, dass du übrigens aufgrund der Wechselwrkung (a<1) zwischen Elektron und Photon einen verschränkten Zustand herstellst. Ein solcher weist somit den beiden Teilchen keine unabhängigen, sondern eben nur gemeinsame Eigenschaften zu.

Verständlicher wird es deswegen aber auch nicht, ...
-Christian-



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Beitrag -Christian- Verfasst am: 12. Okt 2007 21:36    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
es ist immer gut zu zweifeln, auch bei althergebrachten dingen. nur gibt es derzeit keinen grund an den prinzipien zu zweifeln: die qm beschreibt die natur bis in höchste präzision... haben wir derzeit was besseres ?


Etwas besseres gibt es bisher wohl nicht, nein. Aber wie heißt es doch: Wer suchet, der findet. (Ist natürlich leicht(fertig) daher gesagt, ich weiß ...)

Zitat:
Es gibt eine Reihe von Experimenten, die Weginformationen ohne direkte Wechselwirkung erhalten und dabei kein Interferenzmuster ergeben. Ich werde dir das mal zukommen lassen.


Würde mich sehr interessieren. Die paar Experimente die ich kenne, ähneln sich alle in dem Punkt, dass zu irgendeiner Zeit eine Wechselwirkung stattfand und dadurch eine Verschränkung der beteiligten Teilchen eintrat.

Wobei wir schon beim nächsten Punkt wären:

Zitat:
Ich wollte noch dagen, dass du übrigens aufgrund der Wechselwrkung (a<1) zwischen Elektron und Photon einen verschränkten Zustand herstellst. Ein solcher weist somit den beiden Teilchen keine unabhängigen, sondern eben nur gemeinsame Eigenschaften zu.

Verständlicher wird es deswegen aber auch nicht, ...


Das kann ich nicht ganz nachvollziehen. Bei unserem Experiment findet zwischen Photon und Elektron ja gerade keine klassische Wechselwirkung statt. Also kann auch keine Verschränkung auftreten. Oder meinst du jetzt die Elektronen, die vom Photon direkt getroffen werden?

Zitat:

Ich glaube schon an das Genie Einstein, sonst hätte ich ihn ja nicht erwähnt. wirklich im alleingang war seine arbeit zur relativitätstheoorie aber keineswegs, auch wenn er kein einziges Literaturzitat in seiner berühmten Arbeit drin hat. Ein echzter Alleingang war hingegen die allgemeine Relativitätsteorie, die, so schreibt Max Born, "zu den genialsten Leistungen zählt, die das menschlichen Denkens überhaupt vorgebracht hat". In diesem Werk "Physik im Wandel der zeiten" heisst es glaub ich, schildert er, als vertrauter Freund Einsteins die damalige Situation und nimmt auch zu manch seltsamen Fakten Stellung. Einstein hat mit hoher Sicherheit sehr gut über die damaligen Problematiken Bescheid gewusst und war über die Arbeiten der anderen Pioniere bestens informiert. Trotzdem kein Deut der Erwähnung in seinen Papern...Ich erwähne das nur, weil ich es so in dem Buch von Born gelesen habe, ich selbst würde es mir nicht anmassen, an Einstein Kritik zu üben.


Dass Einstein seine SRT nicht im Alleingang gemacht hat, ist klar. Er hatte schon einen mathematischen Unterbau, der „nur noch“ interpretiert werden musste. Aber gerade das ist ja die Leistung, denn schließlich bedurfte es erstmal einer Person, die überhaupt wagt solche Interpretationen zu durchdenken, ohne sie gleich als schwachsinnig abzutun. Keiner will damit Lorentz’s Leistung in den Schatten stellen. Die Gleichungen der Lorentz-Transformation werden ja auch nicht umsonst nach ihm benannt ...

Gruß
Christian
schnudel



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Beitrag schnudel Verfasst am: 13. Okt 2007 08:52    Titel: Antworten mit Zitat

Zuerst mal die Frage zur Verschränkung:

Wenn man sich den Endzustand (ich schreibe bewusst mit dem Kreuzprodukt, da es ja keine mormale Multiplikation ist, sondern das Nebeneinanderstellen von verschiedenen Zustandsräumen)



anschaut, dann wird dieser bei a=1 (keine mögliche Wechselwirkung)



d.h. er kann als "Produkt" von Einteilchenzuständen geschrieben werden.
Man sieht daraus: Das Photon wird immer am Detektor 1 getroffen, und unabhängig davon geht das Elektron durch Spalt 1 oder Spalt 2.

Wenn das nicht geht, wie zB. für a=0, dann handelt es sich per Definition um eine Verschränkung:



Hier ist der Elektronenzustand mit dem Ausgang des Photonenexperiments gekoppelt: Sieht man das Photon am Detektor 2, so weiss man, das Elektron ging definitiv durch Spalt 2. Diesen Schluss kann man nur aufgrund der Verschränkung ziehen !!!

Zwei Objekte die eine verschränkte Wellenfunktion haben, müssen keineswegs miteinander wechselwirken (siehe Entanglement Swapping).
schnudel



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Beitrag schnudel Verfasst am: 13. Okt 2007 13:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ich versuche dir nun beschreiben, wie ich die Wechselwirkung zwischen Photon und Elektron berücksichtigt habe, da dies die Crux an meiner ganzen Analyse ist.

Im mittleren Teil des Experiments gibt es jeweils Arm 1 und 2 für Elektron (e) und einen Arm 1 und 2 für das Photon (p). Die Wellenfunktion ist bis dorthin ein separabler Zustand



Nun soll eine Wechselwirkung zwische e und p stattfinden, wenn beide "simultan" durch den Arm p2 bzw. e2 laufen. Diese Wechselwirkung bewirkt, dass die Partner derart aus der Bahn geworfen werden (Absorbtion , Comptoneffekt, etc, etc...) sodass weder das Elektron am Schirm landet noch das Photon in einen der Detektoren kommt. Das habe ich zu berücksichtigen versucht, indem ich obiges Produkt ausmultipliziert habe



und nach der Wechselwirkung (hier sei unser altes a=0) nur noch



übrigbleibt. Wenn man diesen neuen (nunmehr in e und p verschränkten) Zwischenzustand in den optischen Ausgangsstrahlteiler lässt, ergibt sich der oben erwähnte Ausgangszustand.

Der springende Punkt ist nun, ob die potenzielle Wechselwirkung der Zustände e2 und p2 so einfach erschlagen werden kann... Im Falle eines massiven Hindernisses, kann man es so machen, da das Hindernis die Wellenfunktion des Photons an der weiteren Ausbreitung hindert. Aber ein massives Hindernis ist eben ein klassisches Objekt, hier ersetzt man das Hindernis durch ein Quantenobjekt. Ich muss zugeben, dass ich mir überhaupt nicht sicher bin, ob man es so machen darf... Bei meinem Ansatz werden z.B. die Steuzustände völlig ignoriert, da diese nicht als Überlagerung von 1 und 2 dragestellt werden können. Das müsste sich mal jemand anschauen, der mehr Ahnung hat als ich. Ich hoffe du bist nun nicht enttäuscht, weil ich mir es so einfach gemacht habe. Was besseres ist mir aber nicht eingefallen. Ich stelle die Frage daher mal in den Raum, in der Hoffnung, dass sie jemand kompetenter aufgreift. Ich fürchte nur, wir beide sind hier die einzigen, die sich dafür interessieren.

Abgesehen davon müsste man, um überhaupt eine Wechselwirkung zustande zu bekommen, e und p sehr zeitgleich in die Apparatur schicken, und ich habe mir in keiner Weise überlegt, inwieweit die Ort-Impuls oder Energie-Zeit Unschärfe hier einen Strich durch die Rechnung machen könnte.
-Christian-



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Beitrag -Christian- Verfasst am: 13. Okt 2007 16:00    Titel: Antworten mit Zitat

Zum ersten Posting:

Hmm ... also das kann ich nun wieder nur vage nachvollziehen, aber ich sehe zumindest die Analogie zu dem, was in dem Wikipedia-Artikel geschrieben wurde, und dass es formal das gleiche ist. (Außer das Kreuzprodukt, was mir nun gar nichts sagt, aber das soll jetzt auch keine Rolle spielen.)

Aber zumindest scheint es mir jetzt logisch, was du schreibst. Ich habe mich gedanklich davon verleiten lassen, anzunehmen, dass der Weg des Elektrons definiert ist. Aber auch in diesem Experiment ist er ja erst definiert, wenn das Photon im zweiten Detektor registriert wurde. Bis dahin befindet sich das Elektron ja noch in der Superposition der beiden Zustände durch Spalt 1 gegangen und "durch Spalt 2 gegangen".
Qualitativ ist es dann also doch so ziemlich das selbe zu allen anderen Doppelspalt-Experimenten mit Weg-Information, wodurch alles hinfällig wird, was ich oben zum Erkenntnisgewinn schrieb. Sorry ... mein Denkfehler!

Allerdings finde ich es trotzdem verwunderlich, dass eine Verschränkung ohne Wechselwirkung eintritt. Denn zum Entanglement Swapping (EnSW) lässt sich das nicht so richtig vergleichen, wenn ich das Prinzip des EnSw jetzt richtig verstanden habe.

Laut Wikipedia haben wir drei Personen: Alice, Bob, Carol. Alice hat ein Teilchen A, Bob hat ein Teilchen B1, das mit A verschränkt ist und ein Teilchen B2, dass mit Carols Teilchen C verschränkt ist.

Wir haben also zwei Systeme A (Teilchen A und B1) und B (teilchen B2 und C).

Das Prinzip sagt nun aus, dass Bob über Quantenteleportation das Teilchen A mit dem Teilchen C verschränken kann, ohne dass beide miteinander wechselwirken. Ich finde aber, dass beide wechselwirken. Indem nämlich Bob die Quantenteleportation anwendet lässt er zwar nicht Teilchen A und C miteinander wechselwirken, sehr wohl aber System A und System B. Und da die Teilchen A, B1, B2 und C, die wegen der bestehenden Verschränkungen in diesem Prozess als Teile der beiden Systeme A und B angesehen werden müssen und nicht mehr als separat existente Einzelobjekte definiert werden dürfen, findet sehr wohl eine Wechselwirkung statt.

Wenn ich in diesem Prozess etwas falsch verstanden habe, dann korrigier mich bitte.

Ich habe Probleme da jetzt einen ähnlichen Mechanismus in unserem Gedankenexperiment zu finden. Was mich da noch zusätzlich verwirrt ist, dass das Elektron und das Photon nur dann miteinander verschränkt sind, wenn das Photon im Detektor 2 registriert wird. Wird es im Detektor 1 registriert, dann können wir keine Aussage über das Elektron treffen, dessen Zustand dann immernoch undefiniert ist (es findet ja dann auch Interferrenz statt). Beide sind also offensichtlich nicht verschränkt gewesen.

Mal sind sie verschränkt und mal nicht? Oder muss man es so auszudrücken: Sie sind in einer Überlagerung aus beiden Zuständen: "Verschränkt" und "nicht verschränkt"? Und zwar bis das Photon gemessen wurde.

Ein kleiner Zweifel bleibt mir in unserem Fall auch wegen eines anderen Sachverhaltes. Verschränkung ist ja "symmetrisch" (mir fällt gerade kein besseres Wort ein, also zur Erklärung ein Beispiel):
Wir haben zwei verschränkte Photonen A und B, die über ihre Polarisation verschränkt sind. Messen wir die Polarisation des Photons A, dann wissen wir, dass B eine um 90° gedrehte Polarisation hat. Soweit normal.
Mit "symmetrisch" meine ich jetzt, dass wir aber genauso gut Photon B messen können und dann gleichzeitig wissen, dass die Polarisation von Photon A um 90° zu der des Photons B gedreht ist.

In unserem Experiment ist es nicht symmetrisch. Wir können zwar das Photon detektieren und wenn wir dies zufällig im Detektor zwei tun, dann (und zwar nur dann) wissen wir welchen Weg das Elektron genommen hat. Wir können aber nicht durch einen anderen Mechanismus (z.B. einem Detektor hinter dem Spalt 2 und natürlich hinter dem Interferrometerarm am Spalt 2) bestimmen welchen Weg das Elektron genommen hat und dadurch eine Aussage darüber treffen, in welchem Detektor wir das Photon registrieren werden. Kann man das noch als Verschränkung bezeichnen? Und ist da eine Verschränkung vorhanden, die einfach komplexer ist und die ich gedanklich gerade nicht durchdringe? Ich bin gerade wieder reichlich verwirrt ...



Zum zweiten Posting:

Nur um sicher zu gehen, dass ich es ichtig verstanden habe: Indem du den letzten Zustand der Wellenfunktion (ich meine das: bd[p2 * e2]) mit 0 gleichsetzt, bringst du zum Ausdruck, dass es unmöglich ist, dass man das Photon noch im Detektor 2 registriert. D.h. dieser letzte Zustand drückt nicht aus, dass die beiden Objekte aufeinandertreffen können (denn das können sie ja), sondern lediglich das, was ich im ersten Satz geschrieben habe, richtig?

Zitat:

Der springende Punkt ist nun, ob die potenzielle Wechselwirkung der Zustände e2 und p2 so einfach erschlagen werden kann... Im Falle eines massiven Hindernisses, kann man es so machen, da das Hindernis die Wellenfunktion des Photons an der weiteren Ausbreitung hindert. Aber ein massives Hindernis ist eben ein klassisches Objekt, hier ersetzt man das Hindernis durch ein Quantenobjekt. Ich muss zugeben, dass ich mir überhaupt nicht sicher bin, ob man es so machen darf... Bei meinem Ansatz werden z.B. die Steuzustände völlig ignoriert, da diese nicht als Überlagerung von 1 und 2 dragestellt werden können. Das müsste sich mal jemand anschauen, der mehr Ahnung hat als ich. Ich hoffe du bist nun nicht enttäuscht, weil ich mir es so einfach gemacht habe. Was besseres ist mir aber nicht eingefallen. Ich stelle die Frage daher mal in den Raum, in der Hoffnung, dass sie jemand kompetenter aufgreift.


Mir ist nicht ganz klar, warum das eine Rolle spielt? Wir wollen doch gerade jene Fälle betrachten, in denen das Photon und das Elektron nicht wechselwirken (in denen die Bombe nicht explodiert).

Oder meinst du folgendes Problem: Bei jeder Streuung, egal wie sie stattfindet, wird das Photon von seiner Bahn abgelenkt und muss einen minimal längeren Weg zurück. Die beiden Teilstrahlen in den Armen 1 und 2 können dadurch nicht mehr 100%-ig destruktiv interferieren und das Photon hat auch in diesen Fällen die Chance in Detektor 2 zu landen und das können wir nicht von jenen Fällen unterscheiden, in denen das Photon nicht gewechselwirkt hat und trotzdem im Detektor 2 gelandet ist. Muss ich das so verstehen?

Zitat:
Abgesehen davon müsste man, um überhaupt eine Wechselwirkung zustande zu bekommen, e und p sehr zeitgleich in die Apparatur schicken, und ich habe mir in keiner Weise überlegt, inwieweit die Ort-Impuls oder Energie-Zeit Unschärfe hier einen Strich durch die Rechnung machen könnte.


Das versuche ich ja daüber zu lösen, dass wir so oft wie möglich ein Photon ins Interferrometer schicken, ohne dass sich mehrere gleichzeitig darin befinden. Da sich Licht ja viel schneller ausbreitet als unser Elektron müsste also eine relativ große Wahrscheinlichkeit bestehen, dass in der Zeit, in der sich das Elektron im Strahlengang befindet, auch ein Photon durch das Interferrometer saust.

Zitat:
Ich fürchte nur, wir beide sind hier die einzigen, die sich dafür interessieren.

Ich fürchte beinahe auch ...

Gruß
Christian
schnudel



Anmeldungsdatum: 04.10.2007
Beiträge: 56

Beitrag schnudel Verfasst am: 13. Okt 2007 18:54    Titel: Antworten mit Zitat

Da ich auch mal was andres tun muss, will ich momentan nur auf diese Frage eingehen:
Zitat:
Mir ist nicht ganz klar, warum das eine Rolle spielt? Wir wollen doch gerade jene Fälle betrachten, in denen das Photon und das Elektron nicht wechselwirken (in denen die Bombe nicht explodiert).

Oder meinst du folgendes Problem: Bei jeder Streuung, egal wie sie stattfindet, wird das Photon von seiner Bahn abgelenkt und muss einen minimal längeren Weg zurück. Die beiden Teilstrahlen in den Armen 1 und 2 können dadurch nicht mehr 100%-ig destruktiv interferieren und das Photon hat auch in diesen Fällen die Chance in Detektor 2 zu landen und das können wir nicht von jenen Fällen unterscheiden, in denen das Photon nicht gewechselwirkt hat und trotzdem im Detektor 2 gelandet ist. Muss ich das so verstehen?


Wie ich schon gesagt habe, betrachte ich ursprünglich nur "Alles oder Nichts" Kollisionen. Die Teilamplitude für den Fall, wenn beide Teilchen im Punkt p2 e2 wechselwirken hab ich mit Null angenommen (a=0). Das wahre Verhalten könnte man zB experimentell feststellen, indem man Photonen und Elektronen simultan (ob das geht sei dahingestellt) in den Gleichen Pfad einschiesst und schaut was hinten rauskommt. Ich gehe davon aus, dass in diesem fall nichts rauskommt (a=0) oder eine abgeschwächte Teilamplitude (0 > a > 1) , d.h. dass das Elektron das Photon ganz oder teilweise "blockiert". Sicher, in Wirklichkeit erfolgt eine Streung und es ist viel komplizierter. Ehrlich gesagt, glaube ich auch nicht, dass es technisch so hinzubekommen wäre, aber dazu müsste man mal den Streuquerschnitt ausrechnen. Natürlich wid das gestreute Photon manchmal trotzdem detektiert, genauso wie das gestreeute Elektron manchmal noch auf den Schirm fallen wird, aber daztu müsste man neben des Wirkungsquerschnitts auch die Streuphase bestimmen....
Würde jedenfalls kein verschränkter Zustand entstehen, dann könnte man aus dem Ansprechen von Detektor 2 keinen Rückschluss auf den Weg des Elektrons ziehen.

Wenn man es wenigstens in nullter Näherung so machen kann, wie ich vorgerechnet habe, dann reicht für die Erzeugung eines verschränkten Zustands offenbar schon die blosse Möglichkeit einer Wechselwirkung aus. Beim Vaidmann Experiment reicht ja auch die blosse Möglichkeit einer Wechselwirkung, um die Blockade im Arm zu detektieren, und so wundert es mich keineswegs, dass es zu keiner gemessenen Wechselwirkung kommen muss. Möglicherweise ist aber genau da ein Wurm drin...Ich muss zugeben, dass ich hier momentan nicht weiter weiss. Es wäre hilfreich, ein äquivalentes, aber einfacher zu analysierendes GE zu haben, so wie man zB den klassischen Doppelspaltversuch auf ein Mach Zendher Interferometer zurückführen kann. Kritisch ist die Beschreibung einer Wechslewirkung zwichen zwei Teilchen. Wenn man nur Photonen nimmt, wäre das (glaube ich) ein Fall für nichtlineare Optik. Aber da hört mein Laienwissen auf.
-Christian-



Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199

Beitrag -Christian- Verfasst am: 21. Okt 2007 11:47    Titel: Antworten mit Zitat

Hey schnudl!

Ich konnte die letzten tage leider nicht ins Internet, wodurch ich deine Nachricht erst gerade eben gelesen habe. Muss mir die ganze Sache mit der Verschränkung nochmal durch den Kopf gehen lassen und melde mich also später in den nächsten Tagen nochmal hier!

Gruß
Christian
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