Quantenmechanische Verschränkung
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Hallo alle miteinander,
ich bin im Technik und Elektronik Forum auf den Thread zum Thema Quantencomputer gestolpert und das hat mich wieder ein eine Frage erinnert, die ich mir bis jetzt nicht beantworten konnte.
Und zwar würde mich interessieren, inwiefern sich unterscheiden lässt, ob bei verschränkten Systemen der Wert der korrelierte Eigenschaft bereits zum Zeitpunkt der Verschränkung feststand oder sich diese erst aus der Messung an einem der Teilsysteme ergibt.
Unter der Voraussetzung, dass die Teilsysteme von Zeitpunkt der Verschränkung an bestimmte Werte angenommen haben, sieht das alles ja nicht wirklich spektakulär aus. Allerdings lese ich immer wieder, dass es wohl über Experimente nachweisbar wäre, dass es eben nicht von Anfang an festgelegt ist.
Weis jemand zufällig was das für Experimente sind bzw. warum sich die Ergebnisse nur anhand der zweiten Deutung aber nicht anhand der ersten interpretieren lassen?
Danke schonmal.
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Hallo ttobsen,
schonmal danke für Deine Antwort. Aber darum ging es leider nicht.
Ich will es noch einmal illustrieren:
Angenommen man verschränkt zwei Elektronen derart, dass man weis, dass der Spin korreliert ist. Also entweder ist der Spin von Elektron 1 +1/2 und der Spin von Elektron 2 -1/2 oder umgekehrt. Es soll also ein Singulett-Zustand bezüglich des Spins sein.
Wenn man jetzt den Spin von Elektron 1 misst und feststellt, dass er den Wert +1/2 hat, dann weis man auch, dass der Spin von Elektron 2 -1/2 sein muss.
Jetzt sind zwei interpretationen möglich:
1. Elektron 1 hat in Wahrheit seit der Verschränkung einen Spin von +1/2 und Elektron 2 entsprechend -1/2.
2. Die Elektronen entscheiden sich erst zum Zeitpunkt der Messung an Elektron 1 für einen Zustand.
Die erste Erklärung ist meiner Meinung nach die einfache und auch ziemlich unspektakuläre. Das bedeutet ja nur, dass die Quantemechanik zwar nicht in der Lage ist zu sagen welches Elektron welchen Spin hat aber dennoch alle Möglichkeiten beschreibt.
Es soll aber Experimente geben, die nachweisen, dass Erklärung 1 falsch ist und nur Erklärung 2 möglich ist.
Und genau diese Experimente würden mich interessieren.
Beitrag zuletzt geändert: 1.4.2011 19:23:56 von darkpandemic -
Tja mich würde das auch interessieren, aber ich glaube per Experiment kann man das nicht beweisen. Denn Experimente implizieren, dass man misst und was soll man ansonsten messen?
Es könnte allerdings ein theoretisches Konstrukt dazu geben. Grundsätzlich kann man nur sagen, dass zwei Elektronen sich immer in mindestens einer Sache von den anderen unterscheiden. Sei es Orbital, Spin oder was anderes. Demzufolge sind zwei Elektronen immer entgegengesetzt könnten aber auch einfach mal die Richtung wechseln bzw. theoretisch in beide Richtungen gleichzeitig fliegen je nachdem wie mans sehen will, solange sie nicht gemessen werden.
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Hallo reimann,
wenn es keine Möglichkeit gibt es experimentell nachzuweisen (direkt oder aber auch indirekt), dann verstehe ich nicht, warum so darauf bestanden wird, dass "zum Zeitpunkt der Messung die Wellenfunktionen kollabiert" und der Zustand nicht schon vorher fest stehen kann. Ich kenne auch kein Experiment, mit dem man bestätigen könnte, dass ein System vor der Messung nicht bereits im gemessenen Zustand war.
Bestenfalls könnte ich mir vorstellen, dass man mit dieser Sprechweise besser an Forschungsgelder kommt
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Hallo ttobsen,
ich habe ja einst Physik studiert, weil mich das "wieso" interessiert hat. Das "wie" habe ich eher den Ingenieuren überlassen
Was die Interpretation angeht, finde ich die reine Wahrscheinlichkeitsinterpretation eigentlich einfach.
Dann sieht die Situation mit den zwei Elektronen wie folgt aus:
(Abkürzungen: u = Spin up, d = Spin down)
Bevor die zwei Elektronen verschränkt werden kann man jedes Elektron als unabhängiges System beschreiben was folgende Messergebnisse zulässt:
Das ist nichts anderes als das Werfen von zwei (unterscheidbaren) Münzen.
Bei der Verschränkung bezüglich des Spins wird das System so präpariert, dass man weis, dass der Gesamtspin gleich 0 ist. Dabei geht allerdings auch das wissen über die Spins der einzelnen Elektronen verloren.
Allerdings kann man annehmen, dass nur noch die folgenden Zustände möglich sind:
Bei den Münzen würde verschränken bedeuten, dass man weis, das eine Münze Kopf und die andere Zahl zeigt, man aber nicht weis, welche Münze was zeigt.
In der QM ist es aber so, dass keiner dieser Zustände ein Eigenzustand ist, weshalb als Lösung nur der Singulett-Zustand herauskommt:
Dieser Singulett-Zustand ist aber nichts anders als die Aussage: zu 50% ist esund zu 50% ist es
. Und wenn man Messungen macht, dann wird man das auch feststellen.
Soweit finde ich eine Wahrscheinlichkeitsinterpretation eigentlich einleuchtend. Kompliziert wird es nur wenn man annimmt, das das System beide Zustände irgenwie gleichzeitig annimmt und sich erst bei einer Messung für einen bestimmten Zustand entscheidet.
Desweiteren ist es ja auch so, dass sich der Singulett-Zustand nicht messen lässt, weshalb sich die Frage stellt wieso man diesen als physikalisch real annehmen sollte. Ein Grund dafür ergäbe sich nur, wenn es ein Experiment gäbe,mit dem man entscheiden könnte ab welchen Zeitpunkt das System den Zustand eingenommen hat und der Zeitpunkt mit dem Zeitpunkt der Messung übereinstimmt.
Beitrag zuletzt geändert: 2.4.2011 0:42:07 von darkpandemic -
das problem ist das angenommen wird, das die wechselwirkung mit der umgebung erst zum zeitpunkt der messung stattfindet, also erst ab diesem zeitpunkt ein teilchen verhalten (wellenkolision) besteht und vorher diese eigenschaft nur als potenzial existiert, mit einem unbestimmten wert == NIL
wenn sie nil sind sind sie weder 1 noch 0
wenn man sie beobachten will, wird dadurch einen zustand zugewiesen
in der programmierung ist nil praktisch nur theorie
und in der praxis die 0 vor der 0 die sagt ob die 0 an oder aus ist
heißt:
die variable kann schon vorher den wert 1 haben und durch irgend eine gesetzmässigkeit wird eine polarität im zwilling gebildet, aber dadurch das sie nil geschaltet sind wird das einfach gesagt ignoriert
sry habe gar nix studiert +_+
aber ich glaub die welt ohne wechselwirkung hat ihre eigenen gesetze
kann ja auch sein das die größe der informationsgebenden variable des potenziellen teilchens wirklich 8 ist -.- (du musst den kopf 90° nach links neigen)
edit:
mir is grad ein wunderschönes praktisches beispiel dafür eingefallen, um "null" in einem algorithmus zu visualisieren xD
du hast x lichtschalter in deiner wohnung und y freunde
wenn y(i) einen schalter x(k) betätigt kommt logischerweise licht oder kein licht
jetzt schalteste am sicherungskasten alles aus (ausser den kühlschrank)
und danach rennst du mit deinen freunden wild durch die wohnung und testet alle lichtschalter durch
theoretisch sollte alles dunkel bleiben
nach einer weile ist nicht mehr nachvollziehbar welcher schalter sich in welchem zustand befindet
aber es ist null licht überall in der wohnung
wenn man nun synonym gesagt eine messung vornimmt wozu man die sicherungen wieder einschaltet
dann wird sichtbar was praktisch schon vorher festgelegt wurde nur überhaupt gar keine bedeutung hatte
Beitrag zuletzt geändert: 2.4.2011 3:01:00 von aero23 -
ttobsen schrieb:
--*snip*--
Interessant wirds jetzt hier:
darkpandemic schrieb:
Dieser Singulett-Zustand ist aber nichts anders als die Aussage: zu 50% ist es
Soweit finde ich eine Wahrscheinlichkeitsinterpretation eigentlich einleuchtend. Kompliziert wird es nur wenn man annimmt, das das System beide Zustände irgenwie gleichzeitig annimmt und sich erst bei einer Messung für einen bestimmten Zustand entscheidet.
Das ist nicht einfach. Die Interpretation ist für mich das gleiche, wie das man annehmen muss as Elektron geht durch beide Spalte im Doppelspalt Experiment. Erst nach Messung durch welchen Spalt es geflogen ist, stellt sich ein Zustand ein.
Daher interpretiere ich solche überlagerten Zustände immer so, das bei einem System ohne Messung, der Zustand nun mal eingenommen ist und wirklich ein Teil davon und Teil davon vorliegt. Alles andere kann zu Widersprüchen führen (hab da erst vor kurzem was im Cohen-Tannoudji gelesen, bin aber zu faul das nochmal rauszukramen).
--*snip*--
Ich stelle die mathematischen Grundlagen ja gar nicht in Frage. Die Experimente bestätigen ja die Vorhersagen im Rahmen der Messgenauigkeit.
Aber letztenedes beschreibt die QM ja nur die Ergebnisse von Messungen und das auch nur in Form von Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Und das obige ist das, was ich aus dem Singulett-Zustand ablese.
Die QM macht aber keinerlei belastbaren Aussagen darüber, wie die Messergebnisse zustande kommen (man kann die Vorgänge ja nicht nachmessen) und genau genommen ist jedes spekulieren darüber, was zwischen zwei Messungen passiert reine Esoterik, da sich davon nichts verifizieren bzw., was noch wichtiger wäre, falsifizieren lässt.
Von daher würde es mich ja interessieren, ob es ein Experiment gibt, mit dem sich die Annahme, das der Zustand eines Systems bereits vor der Messung feststeht, falsifizieren lässt.
Wenn es das nicht gibt, dann steht halt nur eine unzulängliche Interpretation einer anderen gegenüber.
Was das Doppespalt-Experiment betrifft verhält es sich genauso. Die QM sagt letztenendes nur voraus, was man auf der Photoplatte oder dem Floureszenzschirm sieht bzw. misst. Wie das Ergebnis zustande kommt ist aber weder verifizierbar noch falsifizierbar, da man den Vorgang ja Stück für Stück nachmessen müsste, was aber zu anderen Ergebnissen führt.
Von daher ist die einzig ehrliche Antwort, dass man keine Ahnung hat was eigentlich Abläuft da weder die Behauptung, dass ein Elektron durch den linken, den rechten oder durch beide Spalten geht nachweisbar ist.
Hallo aero23,
so verkehrt liegst Du gar nicht. Zumindest ist der Gedanke mit der Wechselwirkung trifft die Sache recht gut.
Die eine Interpretation geht tatsächlich davon aus, dass der Zustand/Wert vor der Messung undefiniert/NIL ist und erst zum Zeitpunkt der Messung ein Wert festgelegt wird.
Wenn man Verschränkung durch Programmierlogik beschreiben will, dann kann man es evtl. folgendermaßen machen:
Stell Dir vor Du hast zwei Variablen a und b. Den Variablen a und b wird jeweils ein Zufallswert zwischen 1 und 10 zugewiesen.
Wenn Du nach der Zuweisung nachschaust, welche Werte in a und b stehen, dann wirst Du immer einen Wert zwischen 1 und 10 finden. Das wäre sozusagen der Zustand vor der Verschränkung.
Verschränken wäre dann, wenn Du eine Funktion hast, die dafür sorgt, dass die Summe aus a und b gleich 11 ist.
Man könnte also zum Beispiel a mit einer Zufallszahl belegen und b=11-a setzen.
Solange Du nicht nachschaust weist Du zwar, das die Summe 11 ergibt, aber nicht, welchen Wert a bzw. b hat.
Das entspricht dem Zustand nach der Verschränkung und vor der Messung. Das ist zwar jetzt nicht ganz NIL weil man ja ein bisschen was weis, aber alle Informationen hat man halt noch nicht. Und hier ist halt die Frage, ob schon feststeht, welchen Wert a und b haben oder noch nicht. Und diese Frage kann in der QM eigentlich nicht entschieden werden.
Die Messung würde man dann durchführen indem man z.B. nachschaut, welchen Wert a hat. Damit weis man auch, welchen Wert b hat. Nämlich 11-a.
Ach ja, und des Rätsels Lösung ist natürlich: 42
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hehe das vieo is wirklich lustig hat was von der sendung mit der maus
http://www.youtube.com/watch?v=h9X5OMTetqI&feature=related
: D and now in english
http://www.youtube.com/watch?v=j9aPb1GO0WA&NR=1&feature=fvwp
wenn praktisch 2 informationsträger gleichzeitig ihre information (energie) in einem bestimmten verhältnis (egal welches) ändern, dann ist die annahme das es eine verbindung zwischen ihnen gibt doch legitim, nur die art der verbingung scheint viel zu sehr mystifiziert zu werden, vieleicht liegt der fehler schon allein darin anzunehmen es würde sich nur um ein plastisches teilchen handeln, das man ja praktisch betrachten möchte
x = teilchen o = knoten (verschränkung) x x x \ | / x - o - x / | \ x x x
wenn man sich eine parallel schaltung ansieht, ist es verständlich das eine änderung bei A auch eine veränderung von B zurfolge hat,
A = teilchen 1 B = teilchen 2 R = manipulation R ------A-R--R--- | R | (+) --o R o-- (-) | R | ------B----R--- R
man könnte nun behaupten das eine teilchen das beobachtet wird, ist nur 1 träger aus einem quanten strom von unendlich trägerelementen, welche ihre information durch kollision übergeben und die wahrnehmung dieses einzelnen individuellen teilchens basiert darauf, dass der träger der information auf wahr geschaltet ist und alle anderen eben nicht, was wir dann an position A sehen ist immer genau das eine trägerteilchen, welches sich immer auf der absolut selben koordinate der dimensionen befindet, es wechselt nie seine position sondern nur die information wird manipuliert
das ist natürlich nur eine abstraktion aber eine andere möglichkeit gibt es nicht, um überhaupt eine vorstellung davon zu entwickeln "was" und "wo" man es überhaupt messen möchte, um dann herraus zu finden welche manipulation an welcher stelle eine vorhersagbare wirkung hat
Beitrag zuletzt geändert: 2.4.2011 17:44:03 von aero23 -
Hallo aero23,
aero23 schrieb:
wenn praktisch 2 informationsträger gleichzeitig ihre information (energie) in einem bestimmten verhältnis (egal welches) ändern, dann ist die annahme das es eine verbindung zwischen ihnen gibt doch legitim, nur die art der verbingung scheint viel zu sehr mystifiziert zu werden, vieleicht liegt der fehler schon allein darin anzunehmen es würde sich nur um ein plastisches teilchen handeln, das man ja praktisch betrachten möchte
Wenn sich die Systeme ändern würden, dann würde ich Dir zustimmen. Im Experiment würde das aber bedeuten, dass man erst ein verschränktes Elektronenpaar erzeugt. Zu einem späteren Zeitpunkt sorgt man dafür, dass Elektron 1 einen Spin von +1/2 hat und gleichzeitig muss Elektron 2 dann auf Spin -1/2 festgelegt sein.
Wenn man sich aber anschaut, wie die echten Experimente funktionieren (z.B. Quantenkryptographie) dann ist es aber nicht so. Zumal eine Festlegung/Änderung an einem Elektron die Verschränlung wieder aufhebt, man also in der Folge nichts mehr über das andere Elektron sagen kann.
Wenn das oben genannte Experiment so durchführbar wäre, dann bräuchte man den Begriff der "Fernwirkung" weil es dann ja nachweislich eine gäbe. Ansonsten kann man auch annehmen, dass zum Zeitpunkt der Verschränkung die Eigenschaften bereits festgelegt sind und die spätere Messung nur feststellt welches Teilchen welche Eigenschaft hat. Das ist dann halt ziemlich langweilig aber als einfache Anschauung wäre es denkbar. -
aus eurer betrachtung heraus ist das alles für mich sehr harter tobak, da ihr formeln in den raum werft die zb für biologen nicht nachvollziehbar sind, in einer gewissen weise will die physik vorhersagen, trotzdem ist es nach aussage der physiker zufall was wahrscheinlichkeit mit einbezieht, für programmierer ist zufall unlogisch und bedeutet nur eine nicht überschaubare ordnung
da wird ein teilchen abgeschoßen das im grunde gar kein teilchen ist sondern eine welle, erst wenn man es untersucht, wird es zum "teilchen", es wird die frage gestellt welchen energetischen zustand dieses teilchen hat, bevor es überhaupt dieses teilchen ist, denn in dem moment wo die welle geteilt wird, ist es immer noch eine welle und kein teilchen
die heran gehens weise wirkt schon sehr unlogisch, weil etwas untersucht werden soll, dass im grunde gar nicht existiert, bzw einem anderen verhaltensmuster unterliegt, weil es etwas ganz anderes ist, bis es dann zu diesem "teilchen" mutiert was man glaubt zu sehen, sowie ob der zustand der resultierenden mutation schon vor der mutation existent war
die einzige schlußfolgerung daraus ist, dass man etwas ganz anderes sucht, was noch gar nicht in betracht gezogen wurde
--------o--------- ..................
deshalb hab ich den vergleich mit dem allgemein stromkreis gebracht, welcher schon sehr lange bekannt ist, in dem diese 2 teilchen einem kreis unterworfen sind, in dem sie nicht unabhängig von einander sind, obwohl ihre position km von einander entfernt liegen kann, wer sagt das diese kreise allein auf kupferkabel beschränkt sind, es ist ebenauso möglich das auch licht-photonen sich in diesem immer wieder auftauchenden kreis befinden und den weg des geringsten widerstands gehen, wobei widerstand hierbei eine vollkommen eigene bedeutung bekommt
Beitrag zuletzt geändert: 2.4.2011 21:02:11 von aero23 -
Ach herrje, was ist denn hier los?! Kurz vorweg ein weiterer(?) Physiker meldet sich zu Wort, auf das das Schiff untergeht
.
Leider habe ich bis jetzt noch nicht das ganze Thema bis zum Ende gelesen, allerdings habe ich einige Bemerkungen gesehen, die ich so nicht im Raum stehen lassen kann. Sorry, Leute (Wenn ihr wollt dürft ihr dann auch begründet auf mich herum hacken).
Na dann fangen wir mal an.
ttobsen
Einmal verschränkt immer verschränkt (außer man stört den Zustand, dann dürfte sich die Verschränkung sicher auch aufheben lassen).
Jaein, Verschränkung geht verloren. Das ganze nennt man Quantenmechanische Dekohärenz und folgt daraus, dass kein System von seiner Umgebung isoliert betrachtet werden kann. Es wechselwirkt immer mit seiner Umgebung, so wie analog der Mensch mit anderen Menschen in Kontakt tritt (Achtung: Analogie, böse Falle). Jedenfalls, dann verliert es die Kohärenz und geht vom reinen in einen gemischten Zustand über.
darkpandemic
Angenommen man verschränkt zwei Elektronen derart, dass man weis, dass der Spin korreliert ist. Also entweder ist der Spin von Elektron 1 +1/2 und der Spin von Elektron 2 -1/2 oder umgekehrt. Es soll also ein Singulett-Zustand bezüglich des Spins sein.
Wenn man jetzt den Spin von Elektron 1 misst und feststellt, dass er den Wert +1/2 hat, dann weis man auch, dass der Spin von Elektron 2 -1/2 sein muss.
Annahme auf den zweiten Blick verstanden
. In anderen Worten, du kennst die Korrelation (für alle anderen: das ist ein Maß, wie viel wir über ein System 2 sagen können, wenn System 1 bekannt ist). Also nach Pauli-Prinzip (Fermionen habe niemals den gleichen quantenmechanischen Zustand (QM-Zustand) ) wird gefordert, dass die Elektronen nach einer Verschränkung zueinander den entgegengesetzten Spin haben, also +-1/2 möglich ist.
Den Fall 1 bekommen wir durch Präparation des Anfangszustandes. Du lässt also nur Elektron 1 mit Elektron 2 verschränken, falls Elektron 1 den Spin +1/2 hat. Dann ist klar, falls man an Elektron 1 misst, dass Elektron Spin +1/2 hat (Spinerhaltung) und dementsprechend Elektron 2 Spin -1/2.
In Fall 2 verschränken wir zufällig zwei Elektronen. Wir kennen also nicht deren Anfangszustand. Dann messen wir aber z.B. an Elektron 1. Hat das Elektron 1 Spin 1/2 muss das Elektron Spin -1/2 haben bzw. vice versa.
So, wenn ihr den Rest auch noch gerne verstehen wollt insbesondere, ob wir nun Teilchen oder Wellen haben (Wir Physiker haben das Problem nicht, das Problem liegt in der Populärwissenschaft), dann PM't mich. Ich will hier weder Doppel-Post herein stellen, noch einen ganzen Roman schreiben.
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Hallo aero23,
ich gebe zu, wenn man noch nie in einer QM-Vorlesung saß, dann sind die Formeln wahrscheinlich nicht zu verstehen, zumal das ja auch nur Kurzschreibweisen für ziemlich komplizierte Integrale (eigentlich nur halbe Integrale) sind.
Die Idee mit dem Quantenstrom erinnert mich ein bisschen an die Äther-Theorie. Damals konnten sich die Leute nicht vorstellen, dass Licht sich ohne Medium ausbreiten kann und haben daher den Äther als Trägermedium eingeführt. Später habe Experimente aber gezeigt, dass es diesen nicht gibt.
Ein Problem an dem Vergleich mit der Parallelschlatung ist, dass eine Veränderung von A sich nur mit einer zeitlichen Verzögerung auf den Zustand von B auswirken kann. D.h. die Information, dass A geändert wurde kann maximal mit Lichtgeschwindigkeit bei B ankommen. Das folgt aus der Relativitätstheorie und es wurde bis jetzt kein wiedersprüchliches Verhalten entdeckt.
Bei der Verschränkung würde es aber bedeuten, dass diese Information instantan, d.h. ohne zeitliche Verzögerung, von A nach B gelangt. Es sei denn die Zustände wären bereits zu einem früheren Zeitpunkt festgelegt.
Was den Zufall angeht, so ist es wohl so, dass es insbesondere in der QM tatsächlich nicht möglich ist den exakten Ausgang eines Experimentes zu berechnen. Man bekommt immer nur die Aussage Ergebnis X hat Wahrscheinlichkeit Y. Ob dahinter nun eine nicht überschaubare Ordnung steckt, die uns die Natur nicht verraten will oder ob es tatsächlich indeterministisch ist, das kann man im Moment nicht sagen. Vielleicht liefert irgendwann die String-Theorie oder ein andere ein paar gute Ansätze.
Die Sache mit den Wellen und Teilchen (Welle-Teilchen-Dualismus) ist zugegebenermaße auch nicht leicht nachzuvollziehen.
Das ist aber eigentlich mehr eine philosophische Frage. Man muss ja zuerst genau festlegen, was ein "Teilchen" bzw. eine "Welle"eigentlich sein soll. Solange man sich darüber keine Gedanken macht sagt man: "Das ist doch offensichtlich!". Aber wenn man sich die Sache genauer anschaut, dann stellt man fest, dass das ganze gar nicht einfacht ist. Man kann z.B. sagen, dass ein Teilchen ein Objekt mit fester Ruhemasse und endlicher Ausdehnung ist. Wenn man es so macht gibt es aber keine Teilchen, weil sich nicht wirklich sagen lässt, wo ein Teilchen anfängt oder aufhört. Wenn das elektrische Feld oder das Gravitationsfeld zum Teilchen gehört, dann hat es unendliche Ausdehnung und ist dann nach obiger Definition kein Teilchen mehr. Über sowas kann man jahrelang nachdenken und man wird zu keiner brauchbaren Lösung kommen.
Die Physik ist letztenende nur eine Sammlung von Modellen, welche die Ergebnisse von Messungen voraussagen. Eigentlich darf man nie sagen, dass die Natur so oder so ist. Man müsste genau genommen immer sagen, das sich die Natur so Verhält als ob es so oder so wäre. D.h. manchmal verhält sich die Natur so, dass die übliche Teilchenvorstellung eine gut Analogie ist und unter anderen Umständen verhält sich die Natur so, dass die übliche Wellenvorstellung eine gute Analogie ist. Aber es sind halt nur Analogien. Ob eine dieser Analogien irgendwas mit der Wirklichkeit zu tun hat, das kann man nicht entscheiden. Aber sie funktionieren als Vorhersagemodell recht gut.
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jo soweit hatte ich das schon verstanden, das elektron 1 steht im einem festen verhältnis zum 2 elektron, und wenn nich alle duseliges zeug reden, dann gilt das auch, wenn nachträglich das 1 elektron manipuliert wird und somit, durch geister hand, eine anpassung des 2 elektrons stattfindet
aber gehts bei dem problem nich eigentlich darum, warum das 2 elektron sich augenblicklich an das 1 anpasst, denn das es dies tut scheint ja schon sehr lange bekannt zu sein
"weil sie verschränkt sind" klingt nach antwortsatz aus dem schulbuch ^.^ und solche begründungen waren mir schon immer ein graus
also ich glaub das folgende viedeo passt schon einwenig zum ganzen
http://www.youtube.com/watch?v=JRF_ENy93XY&feature=related
Beitrag zuletzt geändert: 2.4.2011 23:45:27 von aero23 -
So dann bin ich wieder. Ausgeruht und voller Dinge habe ich gestern glatt vergessen die Experimente zu den zwei Fällen zu geben. Fall 1 ist ein typischer Ster-Gerlach-Versuch. Fall 2 ist anstatt mit Elektronen mit Photonen im Einstein-Podolsky-Rosen-Experiment abgehandelt.
Der Welle-Teilchen-Dualismus ist klar definiert. Wenn Physiker von Teilchen reden, meinen sie immer in Wirklichkeit quantenelektrodynamische Teilchen (QED-Teilchen) also Teilchen (mit physischer Ausdehnung), die aber Wellengleichungen gehorchen (Schrödinger-Gl, Dirac-Gl. etc.). Das ist nun mal so. Zur Verwirrung kommt es, wenn ihr das Teilchen als klassisches Teilchen ansieht. Dann vernachlässigt ihr die quantenmechanischen Eigenschaften und das Teilchen kann weder interferieren, gebeugt noch verschränkt werden etc. ...
Wegen dem Messprozess. Ich muss zugeben, dass der Begriff selbst Spielraum in seiner Interpretation lässt. Wir müssen uns aber an der Kopenhagener Deutung halten, also sobald man misst, "kollabiert" die Wellenfunktion und unser System nimmt ein deterministischen Zustand an.
Nun zur Verschränkung. Tatsächlich kann niemand so genau sagen, was da wirklich passiert. aero23 das mit den Informationsträgern ist schon eine ziemlich gute Idee, sich das irgendwie zu veranschaulichen und ich denke, dass es als Analogie zum richtigen Ergebnis führt.
Anschaulich bedeutet Verschränkung, dass du beide Systeme miteinander vereinst also sie zu jeder Zeit ununterscheidbar werden. Nehmen wir das Urnen-Beispiel. Du legst zwei farbige Kugeln (rot & grün) in eine Urne (bis auf Farbe vollkommen identisch). Das heißt dann "Verschränkung". Du schüttelst die Urne ("lässt das System zeitlich entwickeln"). Nun nimmst du eine Kugel mit geschlossenen Augen heraus ("du trennst die beiden Kugeln räumlich voneinander"). Augen auf und dann siehst du welche Farbe du gezogen hast ("Messung") und entsprechend welche Farbe die andere Kugel hat.
Bis hierher ist es eine brauchbare Analogie. Denn ein zweites Mal messen kannst du in der Realität nicht mehr, da aufgrund einer Messung der Zustand des Objektes zerstört wird. Zum Beispiel wird das detektierte Elektron direkt in den Detektor "hineingesogen" und steht dann nicht mehr zur Verfügung. Eine zweite Messung ist unmöglich. "Berührungsfreies messen" gibt es leider nicht... -
eine sache ist, dass die physik offensichtlich schon lange mit der quantenmechanik arbeitet, nebenbei darum ein mysteriöses netzt gesponnen wird und dadurch das erkannte und das spekulierte soweit mit einander verschmelzen, dass nur ein nebliges bild des ganzen entsteht, wodurch wiederum dieser ganze wunderzaubereffekt bergründet wird, da gibt es eine ganz bahnbrechende und erschütterliche quanten pysik die alle gesetze über den haufen wirft und letztendlich isses "nich wirklich spektakulär", bei gewöhnlichem strom aus der steckdose wars mit sicherheit genauso
aber über dinge spekulieren die schon geklärt sind, sind wir mal ehrlich, ist eigentlich langeweilig, du studierst ja nun physik, ab wann glaubst du kannst du dir eine eigene meinung erlauben und hast das recht theorien im rahmen deiner ausbildung aufzustellen, ich mein das ziel beim studium ist doch irgendwann, ein abstraktes model zu entwicklen das als vorstellung akzeptabel ist, zu überlegen durch welche zusammenhänge es sich begründet und eine möglichkeit finden damit eine vorhersage zu machen mit der man leben kann,
- wodurch entscheidet sich welches photon an welcher stelle des schirms "materialisiert" wird
- durch welche mechanismen wird die verschränkung und die verbindung zweier verschränkter teilchen bewirkt
laut diagnose ist es aber so das in dieser urne keine 2 kugel sind und im doppelspalt experiment werden ja praktisch 2 messungen vorgenommen
Wenn Physiker von Teilchen reden, meinen sie immer in Wirklichkeit quantenelektrodynamische Teilchen (QED-Teilchen) also Teilchen (mit physischer Ausdehnung), die aber Wellengleichungen gehorchen
das ist aber (auf jeden fall für mich) unlogisch, weil eine welle eine unendliche ausdehnung im raum beschreibt und diese pseudo teilchen sich ja angeblich nicht immer wie eine welle verhalten, die ansicht das es teilchen ähnlich und zählbar ist, basiert ja nur auf der manipulation
also entweder ist es das eine oder das andere, wenn es mal so mal so zu sein scheint, ist es eine logische annahme das da eine metamorphose stattfindet, bei der es von einem zum anderen zustand wechselt und umgekehrt, wann das passiert zeigt doch das experiment
> es wird abgefeuert == ein teilchen
> bei messung am spalt == ein teilchen > ohne messung == welle != teilchen
> am schirm == ein teilchen
und da liegt eigentlich auch die vermutung nahe, dass sich auch gar keine teilchen durch unsere kupferkabel fressen, sondern das wir sie nur als teilchen betrachten, wenn wir sie betrachten, wenn sie trotzallem teilchen bleiben da muss das kabel was damit zu tun haben, nur blöd ist das bei angelegter wechselspannung ein feld vorliegt und bei gleich spannung nicht o.O
du kannst ja sagen was du willst aber ich finde schon, dass das alles irgendwie problematisch ist und nicht einfach nur unscharf
Beitrag zuletzt geändert: 3.4.2011 15:14:54 von aero23 -
Ja, problematisch sehe ich das auch, weil die Verschränkung noch als unverstanden gilt. Was genau passiert, weiß niemand... Hier besteht also noch Forschungsbedarf.
Ich selbst habe hier nur dir (euch) gesagt, was ich in meiner Ausbildung gelernt habe und heutiger Stand der Kenntnis ist. Ich habe nichts dazu Erfunden oder interpretiert. Gerne kannst du meine Aussagen überprüfen, deswegen habe ich auch alle wichtigen Wörter kursiv geschrieben. Und ehrlich, ich mache auch Fehler. Das Ziel eines Modells aufzustellen gibt es nicht. Wir wollen vielmehr verstehen, was da wirklich passiert, theoretisch als auch experimentell. Diskurse sind wichtig und auch die "math. Genauigkeit". Ich sage dir, Mathematiker haben immer Recht...
So, im Young'schen Doppelspalt-Experiment findet nur eine Messung statt, nämlich die auf dem Schirm. Das was dazwischen passiert, kannst du nicht beschreiben (messen), sondern nur Rückschlüsse über deine Verteilung der Treffer auf den Schirm ziehen (andere Versuchsanordnungen bringen andere Ergebnisse). Alle Theorien, die zum richtigen Ergebnis führen, sind gültig (Natürlich wäre es auch schön, wenn sie weitere physikalische Effekte vorhersagen könnten). Das perfide an diesem Experiment ist, dass Interferenz auch bei nur einem Teilchen im Versuch stattfindet. Über lange Zeit, bekommst du hinten das übliche Muster heraus. Eine "Verschränkung" liegt bei diesem Versuch nicht vor (die Spalte könntest du aber vielleicht als verschränkt ansehen, dann wäre es Fall 2).
Wie du schon richtig sagst, sind Ebene Wellen unendlich ausgedehnt, sie widersprechen eigentlich den Axiomen der QM (Kopenhagener Deutung, weil nicht normierbar). Doch wird munter damit gerechnet, weil es funktioniert. Ebene Wellen sind aber nur Näherungen. Mhhh... so richtig habe ich dafür keine eine Erklärung. Ich kann dir nur sagen, dass die QM erstaunlich gut funktioniert, aber ich bis jetzt noch keine vernünftige Herleitung derer gefunden habe. Alles basiert nur noch auf Annahmen, Postulate und Axiome. Alles was danach kommt ist hingegen mathematisch exakt. Ich hoffe dennoch, dir irgendwie geholfen haben zu können.
Grüße. -
naja ich bin nicht der thread ersteller, ich nehme halt auch nur daran teil, und soweit ich das sehe hast du kein fehler gemacht
nur wenn an den spalten gemessen wird, dann sinds schon 2 messung, und es zeigt sich das nach der ersten messung das erwartete teilchen verhalten erhalten bleibt bis mindestens zur zweiten messung am schirm
ich glaube das ist es auch was in der quanten kryptographie mit einbezogen wird, weil wenn das pseudo teilchen sich beim messen mit einsatz des doppel spalts nicht wie ne welle verhält, muss jemand vorher gemessen haben
würde auch bedeuten abfeuern (magnetfeld) <> messen mit (lichtreflektion)
mein ansatz wäre jetzt: ausprobieren welche einwirkungen alles keine auswirkung beim fliegen durch den doppel spalt hat
und wenn man sowas wie ein feld messen könnte, könnte man evl auch dadurch sagen wo sich das zentrum davon befindet,
is ja im grunde auch bei der parallel schaltung so das man nicht sagen kann welches elektron nach links und welches nach rechts geht, bis es das getan hat, also glaube das es so war, oder welches photon reflektiert wird von der scheibe und welches nicht, da frag ich mich dann aber auch was geschieht mit der reflektion wenn ich messe, verschwindet das spiegel bild oder wird es deutlicher?
spekulation ist der erste schritt in den berufsalltag, ihr solltet keine angst davor haben, selbst wenn es evl blödsinn ist, am ende ist es doch eure arbeit und wer außer ihr sollte sich darüber gedanken machen, die alten hasen von damals waren auch nich älter als ihr, für mich sind solche dinge in sofern interessant da ich durch konzepte des alltags(natur) ein besser verständnis für abläufe gewinne, im gleichen zuge muss ich aber überlegen was mit den dazugehörigen informationen passiert, es wird sich immer nur auf schnellere computer verlassen, alles wird einfacher und gleichzeitig ineffizient, selbst wenn es dabei wirtschaftlicher wird
Beitrag zuletzt geändert: 3.4.2011 18:11:46 von aero23 -
Hallo airoswen,
auch Dir danke für Deine Beiträge. Der Hinweis auf die EPR-Experimente ist gut und führt auch wieder zum Thema zurück. Die Frage ist dann nämlich, inwiefern eines der EPR-Experimente zeigt, dass (ich will es jetzt mal mit der Urne und den Kugeln ausdrücken) die Kugel in Deiner Hand sich erst in dem Moment, indem Du sie anschaust, für eine Farbe entscheidet und nicht bereits vorher diese Farbe hatte?
Wenn EPR-Experimente mit Ort und Impuls möglich wären und dabei die Unschärferelation bestätigt würde, dann wäre das ein interessanter Sachverhalt. Aber die Experimente arbeiten immer mit Spin oder Polarisation. Und da weis ich halt nicht, warum der vor der Messung nicht schon feststehen kann. (Das ich davon nichts weis, bevor ich Messe, ist ja klar.)
Hallo aero23,
erst einmal ein großes Lob an Dich, dass Du hier so tapfer dabei bleibst. Das alpha-Centauri Video passt auch ganz gut zum vorangegangenen Posting, wobei ich zugeben muss, dass ich die Grenze zwischen mathematischem Modell und der Natur gerne noch etwas strenger ziehe. Aber das ist dann wohl eher geschmackssache.
Bei der Quantenkryptographie, da hast Du auch recht. Es ist tatsächlich so, wie Du es schreibst. Allerdings ist es in der Praxis so, dass es immer einen gewissen Anteil an Störungen gibt. Somit muss man einen Schwellwert für den Fehler festlegen, ab dem man sagt, dass mitgehört wird. Wenn ein Angreifer diesen Schwellwert kennt, dann kann er aber ein Verfahren entwickeln, mit dem er einen Teil abhören kann ohne den Schwellwert zu überschreiten
Die anderen Sachen erinnern mich irgendwie an das Folgende:
Wenn im Wald ein Baum umfällt, und keiner ist da um das zu hören, gibt es dann ein Geräusch?
Daraus kann man dann fogendes machen:
Reflektiert ein Spiegel, wenn niemand hinschaut?
Letztendlich kann man nur sagen, was passiert, wenn man hinschaut (misst), weil man dann ja sieht was los ist. Wenn man nicht hinschaut, dann kann man darüber halt keine Aussage treffen.
Edit:
Was mir noch eingefallen ist: Wenn Du keine Angst vor Büchern hast, dann kannst Du ja mal das Folgende lesen:
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Das ist sehr interessant und erklärt vieles besser und vor allem auch "richtiger" als die Youtube Videos. Und die Reflektionen werden da auch behandelt. Es hilft auch sehr die Sache mit den Wellen und Teilchen besser zu verstehen.
Beitrag zuletzt geändert: 3.4.2011 22:06:54 von darkpandemic -
hm mal schauen ob ich was zu lesen finde ^_^
aber mir ist ein wirklich wundervoller versuchsaufbau bewusst geworden für das doppelspalt experiment, auch wenns um verschränkung geht, wer weiß evl hat es ja was damit zu tun, es ist buchstäblich der wald der von bäumen verdeckt wird
information (messergebnis) / \ / \ - = linse * * * * o = photon * * * * x = lichtquelle * * * * * * * * * _ * * _ * * * * * o o o o \ | / x
Beitrag zuletzt geändert: 5.4.2011 19:59:51 von aero23 -
Hallo aero23,
kannst Du den Aufbau vielleicht noch etwas erläutern? Ich sehe jetzt eine Lichtquelle, die Photonen aussendet und zwei Linsen.
Können Photonen auch zwischen den Linsen hindurch oder ist dort eine Wand? Sind die Linsen in runden Kisten? Womit bzw. was wird gemessen?
Allerdings fällt mir da gleich wieder ein Interessanter Sachverhalt auf. Es ist am Anfang schwer sich daran zu gewöhnen, dass Teilchen auch Wellencharakter haben können aber aus Lichtwellen Teilchen (Photonen) zu machen fällt einem leicht. -
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