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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Von der Wahrscheinlichkeitswelle zur Realität


Kojak
27.08.13, 11:29
Ein Ansatz für eine Erklärung der Quantenmechanik

Die Quantenmechanik hat sich von der klassischen Physik verabschiedet und die Prinzipien von Realismus bzw. Lokalität aufgegeben. Gibt es vielleicht doch einen Weg, das Problem abzumildern und eine Erklärung zu finden, für die man keine Philosophen mehr bemühen muss? Ich glaube, für Photonen ein Missing Link gefunden zu haben, das der Schlüssel für eine Erklärung sein könnte.

Die entscheidende Frage ist: Was ist Realität?
Die Bewertung von Realismus, aber auch von Lokalität i.S. der Bellschen Ungleichung beziehen sich auf die Realität, die von der physikalischen Theorie der Quantenmechanik bei ihren Messungen zugrundegelegt wird. Die Messungen von Lichtquanten beziehen sich bislang auf eine einzige Realität, in der (verkürzt auf die Spitze gebracht) nur zwei Dinge beobachtet werden:

-(interferierende) Wahrscheinlichkeitswellen, ("Wellen")
-(gequantelte) elektromagnetische Wellen, ("Teilchen").

Woran scheiterte bislang eine reale und lokale Interpretation? Die Quantenmechanik geht davon aus, dass das Photon, so wie es beobachtet wird, die einzige Realität, sozusagen "die letzte Wahrheit" ist. Damit stellt sie sich in Widerspruch zu den beiden Postulaten der speziellen Relativitätstheorie, und das ist das Problem.

Was zwei Realitäten sind, die zusammen eine Gesamt-Realität bilden, wird von der SRT im sogenannten Zwillingsparadoxon beschrieben: Der zu Hause gebliebene Zwilling sieht seinen Zwillingsbruder nach 20 Jahren von einer Weltraumreise zurückkommen, der gereiste Zwilling ist jedoch nur um 5 Jahre gealtert. Heute wissen wir, dass beide Zwillinge Recht haben. Beide Ansichten sind richtig, real und miteinander vereinbar.

Die Quantenmechanik geht davon aus, dass dies nicht für das Licht gilt (v=c). Das ist ein Fehler. Denn dadurch untersucht die Quantenmechanik nur EINE Realität, die beobachtete Realität, obwohl es in Wirklichkeit auch die Realität des beobachteten Objekts gibt (um im Beispiel zu bleiben: so als ob der gereiste Zwilling keine eigene Weltlinie hätte und wir in einer Welt ohne SRT lebten). Und leider ist diese nicht berücksichtigte erste Realität, wenn man so möchte, noch ein Stück "realer" als die zweite Realität, die Gegenstand der Photonen-Versuche der Quantenmechanik sind.

Bei den Zwillingen ist dies nur ein quantitatives Problem: Wenn ein Zwilling nur seine eigenen Beobachtungen zugrunde legt, wird er sich bei der Bestimmung des Alters verschätzen. Bei lichtschnellen Photonen sind die beiden Realitäten jedoch qualitativ verschieden:

Die "zweite Realität": Licht ist eine elektromagnetische Welle.
Das beobachten wir. Das beobachten alle. Aber bedeutet Beobachtung Wirklichkeit? Haben wir dazu schon mal das Lichtquantum befragt? Das Lichtquantum wird uns - nach den Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie - etwas ganz anderes antworten:

Die "erste Realität": Licht ist keine elektromagnetische Welle!
Nach den SRT-Formeln für Zeitdilatation/ Längenkontraktion erhalte ich die Eigenzeit/ den Eigenweg des beobachteten Objekts, indem ich die beobachtete Zeit/ Länge mit dem Reziprokwert des Lorentzfaktors multipliziere (v=c):

T' = T * √1-v2/c2 = T * 0 = 0
s' = s * √1-v2/c2 = s * 0 = 0

Zeit und Längen werden aus der Sicht des lichtschnellen Photons auf Null reduziert.
Aus der Sicht des Photons wird es also teleportiert, das heißt das Photon (oder: der Lichtimpuls) wird direkt von der Quelle zum Absorptionsort übertragen. Eine Geschwindigkeit gibt es aus seiner Sicht nicht.

Welche ist nun richtig, die erste Realität oder die zweite? Antwort: Beide Sichtweisen sind real und bilden zusammen eine "zweigleisige" Realität, genau so wie in der Fallgestaltung des Zwillingsparadoxons der SRT.

Beispiel 1:
Nehmen wir im Doppelspalt-Versuch den Fall, dass die Welle eines Lichtquantums mit sich selbst interferiert und das Photon hinter der Trennwand auf der Fotoplatte absorbiert wird.

Was ist die Realität aus der Sicht des Photons? Das Photon wurde links ausgesandt und rechts hinter der Wand absorbiert. Punkt, Ende, aus. Die Teleportation eines Impulses, nicht mehr und nicht weniger, beschrieben durch die obigen Eigenzeit- und Eigenwegformeln der SRT (T'=0, s'=0). Bislang wird diese Realität (die die Realität des Photons ist) offenbar in keiner Form beachtet. Es wird so gehandelt, als sei diese erste Realität gar nicht vorhanden.

Die zweite Realität ist die der interferierenden Welle, wobei diese Welle offensichtlich den teleportierten Impuls beeinflusst. Die zweite Realität mag physikalisch interessant sein, aber trotzdem muss auch die erste Realität mit einbezogen werden.

Beispiel 2:
Noch einfacher und klar ist das Beispiel der Quantenverschränkung, z.B. in Form eines Quantenradierers mit verzögerter Entscheidung: Aus der Sicht der verschränkten Photonen vergeht keine Zeit! Alles läuft gleichzeitig ab, und nichts verläuft entgegen der Zeitrichtung. Mit dem Eintritt der Teleportation des Impulses müssen alle vorhandenen Wahrscheinlichkeitswellen kollabieren und alle Ambiguitäten verschwinden. Das heißt nicht, dass die Deutung der diversen Vorgänge der ersten Realität keiner Erklärung bedürften. Aber dadurch, dass es nicht um Messungen der Eigenwelt der Photonen geht sondern um die Messung von Beobachtungen, wird das Problem entschärft.

Ergebnis:
Die Versuche der Quantenmechanik zeigen uns die faszinierende Welt und die erstaunlichen Eigenschaften von: EM-Wellen!!
Die eigentliche Impuls-Fernübertragung, so wie sie aus der Sicht des Photons stattfindet, erfolgt jedoch auf andere Weise. Hier herrscht keine Wahrscheinlichkeit, sondern nur Realität. Die Teleportation des Impulses steht in Wechselwirkung mit den EM-Wellen und ist von deren erstaunlichem Verhalten abhängig.

Die Quantenmechanik liefert hervorragende Vorhersagen für das Verhalten elektromagnetischer Wellen und diese werden von mir nicht in Zweifel gestellt. Die Interpretationen der Quantenmechanik beanspruchen jedoch -ungerechtfertigterweise-, die gesamte Realität der Photonen zu erfassen und geraten damit -unnötig- in ein unauflösliches Dilemma. Nur dies war Gegenstand meiner Ausführungen.

Ich kann den Dissens der verschiedenen Interpretationen hier nicht beseitigen, aber die Interpretationen der Quantenmechanik gewinnen mehr Glaubwürdigkeit. Künftig geht es (für Photonen) nicht mehr um philosophisch angehauchte Fragen des Seins oder Nichtseins, was bleibt ist die Beschreibung des Verhaltens von EM-Wellen - und nicht der Realismus von Photonen steht in Frage, sondern der Realismus von deren Wellen. Die Philosophie kann wieder zur Tagesordnung übergehen.