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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Frage zu Superposition


Fortram
11.08.12, 11:14
Hallo zusammen,

Als Frischling möchte ich mich kurz vorstellen. Ich habe Biologie und Elektrotechnik studiert, arbeite aber seit langem in der Software-Entwicklung. Um nicht komplett zu verblöden, lese ich u.a. Sachbücher über Physik, Philosophie und Gehirn-Forschung.

Hier eine erste Frage:

Ein hochempfindlicher Film wird (z.B.) für ein Doppelspalt-Experiment eingesetzt. Dabei wird er mit wenigen Photonen belichtet. Danach wird der Film aber nicht entwickelt, sondern lichtdicht verpackt und beiseite gelegt. Ein Photon interagiert beim Auftreffen auf dem Film nur sehr lokal mit einer überschaubaren Anzahl Moleküle. Solange er nicht entwickelt wird, könnten deshalb die belichteten Punkte noch nicht festgelegt sein, sondern als Superposition (Überlagerung) aller möglicher Belichtungen existieren.

Ist diese Überlegung korrekt?

Bauhof
11.08.12, 11:57
Hier eine erste Frage:
Ein hochempfindlicher Film wird (z.B.) für ein Doppelspalt-Experiment eingesetzt. Dabei wird er mit wenigen Photonen belichtet. Danach wird der Film aber nicht entwickelt, sondern lichtdicht verpackt und beiseite gelegt. Ein Photon interagiert beim Auftreffen auf dem Film nur sehr lokal mit einer überschaubaren Anzahl Moleküle. Solange er nicht entwickelt wird, könnten deshalb die belichteten Punkte noch nicht festgelegt sein, sondern als Superposition (Überlagerung) aller möglicher Belichtungen existieren.

Ist diese Überlegung korrekt?
Hallo Fortram,

nein.
wenn das Photon auf den Film trifft, dann ist das Ereignis manifest.

M.f.G. Eugen Bauhof

Fortram
11.08.12, 16:12
Danke für die Antwort, aber so ganz überzeugt bin ich nicht. Wenn beim Auftreffen eines Photons auf den Film der Auftreffpunkt auch in der Theorie unmöglich direkt bestimmt werden kann, dann handelt es sich um ein abgeschlossenes System - ähnlich wie bei schrödingers Katze. Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass nur ein einziges Photon jemals auf den Film trifft, und dass der Film sich ständig bei einer sehr tiefen Temperatur in einem Hochvakuum befindet. Lässt sich auf diese Weise - in der Theorie - der Film nicht so von seiner Umwelt abschirmen, dass der Auftreffpunkt des Photons nicht bestimmt werden kann, ohne den Film aus seiner isolierten Umgebung herauszunehmen? Spricht das nicht für eine Superposition aller möglichen Belichtungen?

Gruss
Fortram

Bauhof
11.08.12, 17:00
Lässt sich auf diese Weise - in der Theorie - der Film nicht so von seiner Umwelt abschirmen, dass der Auftreffpunkt des Photons nicht bestimmt werden kann, ohne den Film aus seiner isolierten Umgebung herauszunehmen? Spricht das nicht für eine Superposition aller möglichen Belichtungen?
Hallo Fortram,

ob der Auftreffpunkt von einem menschlichen Beobachter registriert ('bestimmt') wird oder nicht, ist unerheblich. Eine vorher möglicherweise vorhandene Superposition des Photons verschwindet mit dem Auftreffen des Photons auf dem Film.

M.f.G. Eugen Bauhof

RoKo
11.08.12, 17:08
Hallo Fortram,

.. ähnlich wie bei schrödingers Katze. ..
Kennst du den Artikel "Die gegenwärtige Situation der Quantenmechanik" von Erwin Schrödinger, den man auf
http://www.psiquadrat.de/downloads/schroedinger35_katze1.pdf; http://www.psiquadrat.de/downloads/schroedinger35_katze2.pdf
http://www.psiquadrat.de/downloads/schroedinger35_katze3.pdf
herunterladen kann?

Wenn du aufmerksam liest, dann wirst du erkennen, dass Schrödinger mit seiner Katze auf eine absurde Situation hinweisen wollte, wenn man die QM ohne weiteres auf Makroskopisches anwendet.

Fortram
12.08.12, 09:41
Hallo RoKo,

Vielen Dank für die Links. Mir ist klar, dass Schrödinger auf eine absurde Situation hinweisen wollte. Aber man kann sich neben schrödingers Katze ja auch schrödingers E. coli Bakterium oder schrödingers Tabakmosaikvirus vorstellen. Und eine Tabakmosaikvirus ist gar nicht so viel grösser und komplexer als andere Systeme (z.B. Fullerene), für die man bereits Superpositionen nachgewiesen hat. Nun kann man einwenden, dass ein Virus keinen Stoffwechsel besitzt und aus diesem und anderen Gründen - im eigentlichen Sinn - nicht lebt. Aber es existieren auch verkümmerte Bakterien, welche ähnlich wie Viren funktionieren. Worauf ich hinaus will: Vom unbelebten Virus - welcher wahrscheinlich in Superpositionen existieren kann - bis zum Menschen gibt es einen nahezu fliessende Übergang. Irgendwo muss die Grenze sein.

Gemäss John Gribbin - ich habe sein Buch 'Auf der Suche nach schrödingers Katze' gelesen - ergibt sich aus der Theorie keine solche Grenze; es werden nur empirische Regeln angewendet. Gribbin spricht deshalb auch despektierlich von 'Quantenkocherei'.

Deshalb habe ich angenommen, dass der Übergang vom Mikroskopischen zum Makroskopischen bis Heute nicht vollständig geklärt ist. Liege ich da völlig falsch?

Gruss
Fortram

RoKo
12.08.12, 15:01
Hallo Fortram.

..aus der Theorie keine solche Grenze.. ..bis Heute nicht vollständig geklärt..

Du liegst da völlig richtig. Weil sich aus der Quantentheorie keine Grenze ihrer Gültigkeit ergibt, ist bis Heute nicht konsensual geklärt, warum wir überhaupt existieren. Deshalb gibt es einen seit 80 Jahren andauernden Interpretationsstreit.

Meine persönliche Meinung dazu habe ich hier http://www.quanten.de/forum/showthread.php5?t=2186
darzustellen versucht.