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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Quanten von Atomen?


Hawkins
21.04.15, 07:55
Wäre es physikalisch korrekt zu sagen, dass es auch Quanten von Atomen gibt?

Zunächst im Sinne der kleinsten Einheit, dem Quant, klar, - aber auch hinsichtlich der Anwendung der Quantentheorie (wenn man bspw. annimmt, dass der Mensch aus Milliarden von Atomen besteht und versucht, die Quantentheorie diesbezüglich in Verbindung zu bringen, die aber eigentlich zunächst meist im Alltag mit Licht/Laser/etc. beispielhaft dargestellt wird?!)? - Dass es in der Realität schwierig wäre, ist selbstverständlich klar (es geht bloß um den Gedanken), denn man könnte bspw. eine Quantensuperpositionen in solch riesigen Systemen (wie beim Menschen) ja überhaupt nicht aufrecht erhalten ;)

Nur gibt es ja bspw. auch Meinungen, die sagen, dass a) Atome in der Fachliteratur grundsätzlich nicht als Quanten zu bezeichnen wären, weil man bspw. um etwas als Quant zu bezeichnen, ja einen Überbegriff davon bräuchte. Wovon wäre dann das Atom sozusagen die kleinste Portion? Also das Wassermolekül als Quant von Wasser o. ä. Aber bei dem Menschen, der sich aus Atomen zusammensetzen soll…?! Oder dass es b) völlig unterschiedliche Sachen wären, der Quant sozusagen als Energiemenge (z. B. ein Photon) und ein Atom aber Materie.

- Jedoch: Schrödingers Katze war ja auch ein System, dass für eine Quantensuperposition herhalten konnte, insofern könnte das gleiche für einen Menschen auch gelten (nur, dass er eben viel zu groß ist und die Umsetzung außerordentlich schwer wäre).

Hawkwind
21.04.15, 11:58
Es ist eine Frage der Definitionen: üblicherweise versteht man m.W. unter einem Quant eine nicht weiter zerlegbare Komponente. Ein Atom ist aber zusammengesetzt.
Aber es ist natürlich dennoch "quantenhaft", d.h. man braucht die Quantenemchanik um es zu beschreiben.

Ich würde es eher "Quanten-System" nennen.

Gruß,
Uli

soon
21.04.15, 13:32
Wenn ich bei google 'Quant Definition' eingebe, dann erscheint folgender Kasten (ohne Quellenangabe, - ziemlich unverschämt, eigentlich)

Quạnt
Substantiv [das]
phys.

kleinste, nicht teilbare Einheit einer physikalischen Größe.Das 'nicht teilbar' und 'nicht zerlegbar' ist missverständlich. Ein Atom ist in dem Sinne nicht teilbar, dass es keine halben Atome gibt.

'1 Mensch' als Einheit einer physikalischen Größe zu betrachten ist, denke ich, auch korrekt, - wenn auch für manchen... geschmacklos.

LG soon

Hawkins
21.04.15, 13:34
Hallo Uli,

vielen Dank für Deine Antwort: Damit kann ich tatsächlich mal etwas anfangen! :-)

Das würde also zunächst bedeuten: Wenn der Mensch bspw. aus Atomen besteht, diese dementsprechend aus Atomkern und Atomhülle, der Atomkern wiederum aus Protonen und Neutronen, und die letztlich aus/als Elementarteilchen zusammengesetzt sind, dann sind diese Elementarteilchen die Quanten. Soweit korrekt?

Und hieße das denn auch, im weit übertragenen Sinne (und wenn man hierbei nur von der reinen Theorie ausgehen könnte): Man müsste auf das "System Mensch", das ebenso aus Quanten "besteht", ebenso Quantentheorien anwenden können?

Hawkins
21.04.15, 13:36
@soon:

Ach so, "1 Mensch" als eine Einheit zu betrachten, das ist natürlich auch ein interessanter Ansatz : Darauf wäre ich gar nicht gekommen :-) hehe (clever!)
Wobei die Atome ja aber eigentlich schon noch aus kleineren Einheiten bestehen (Atomkern etc., s. meine Antwort an Uli)

soon
21.04.15, 13:49
Wobei die Atome ja aber eigentlich schon noch aus kleineren Einheiten bestehen (Atomkern etc., s. meine Antwort an Uli)
Klar bestehen Atome aus kleineren Einheiten, aber eben nicht aus kleineren Atomen!

Hawkins
21.04.15, 15:28
@soon: In der Tat, d'accord :-)

Gut, dann nochmal zurück: Wenn nun alles um den Menschen herum aus Atomen besteht (bspw. der Schreibtisch, der Schrank etc.), der Mensch ebenso... diese auch aus Quanten bestehen (als die kleinsten Teilchen in dem Menschen [bspw. die Elementarteilchen], aber auch in seiner Umwelt (bspw. dem Schreibtisch) - dann müsste man Quantentheorien auch auf das "System Mensch" und dessen Umwelt anwenden können? - oder gelten die Quantentheorie nur für solche Gebiete wie Licht/Laser/etc.? Bzw. gäbe es denn dann eine Theorie der Quanten, die dafür in Frage käme?!

Also Schrödingers Katze hätte dementsprechend genauso gut ein Mensch sein können ( - viel zu groß und nicht geeignet, um die Stabilität einer Superposition aufrecht zu erhalten - das ist klar! Aber in der Theorie) oder ein System um den Menschen (sagen wir mal eine Art Puppenhaus in der Kiste mit lebenden Puppen, deren Verhalten und Entscheidungen bzw. ob tot oder lebendig man erst feststellen kann, wenn man die Box öffnet)?

ingeniosus
21.04.15, 18:56
Rein verbal kann man Quantum als "ein zusammengefasste Menge" verstehen, nur das wäre nicht das Bild, das Max Plank geprägt hat.

Ich meine ein Quantum gilt heute als Teilchen eines Atoms.

Aber man könnte ja auch Schrödingers Katze sich am Schwanz beißen lassen!

soon
21.04.15, 22:15
Gut, dann nochmal zurück: Wenn nun alles um den Menschen herum aus Atomen besteht (bspw. der Schreibtisch, der Schrank etc.), der Mensch ebenso... diese auch aus Quanten bestehen (als die kleinsten Teilchen in dem Menschen [bspw. die Elementarteilchen], aber auch in seiner Umwelt (bspw. dem Schreibtisch) - dann müsste man Quantentheorien auch auf das "System Mensch" und dessen Umwelt anwenden können? - oder gelten die Quantentheorie nur für solche Gebiete wie Licht/Laser/etc.? Bzw. gäbe es denn dann eine Theorie der Quanten, die dafür in Frage käme?!

Ich verweise einfach mal auf einen Wikipedia-Artikel:
http://de.wikipedia.org/wiki/Dekoh%C3%A4renz#Problemstellung


Den Rest, den ich gerade über dynamische System geschrieben habe, lese ich lieber morgen nochmal, wenn ich wieder nüchtern bin.:o

Hawkins
22.04.15, 12:21
Also das bedeutet, dass man es theoretisch schon anwenden können müsste, aber niemand genau weiß, was dann dabei herauskommt...?

Geht es bei den Quantentheorien vor allem um lineare Systeme? Oder wäre es dann auch möglich, nichtlineare "Sachverhalte" zu betrachten? - wobei, es gibt ja auch die nichtlineare Schrödinger-Gleichung, also müsste das ja theoretisch gehen. Korrekt?

TomS
22.04.15, 21:48
Geht es bei den Quantentheorien vor allem um lineare Systeme? Oder wäre es dann auch möglich, nichtlineare "Sachverhalte" zu betrachten? - wobei, es gibt ja auch die nichtlineare Schrödinger-Gleichung, also müsste das ja theoretisch gehen. Korrekt?
Es gibt keine nicht-lineare Schrödingergleichung.

Die Nichtlinearität steckt in den Wechselwirkungstermen des Hamiltonoperators H, nicht in seiner Wirkung auf einen Zustand.

Hawkins
23.04.15, 10:28
Es gibt keine nicht-lineare Schrödingergleichung?! AaahhH! Das verwirrt mich jetzt:

http://upload.wikimedia.org/math/c/b/d/cbd8ec760488778a02fc4ec27a0dd5a4.png

[Die Nichtlinearität steckt in den Wechselwirkungstermen des Hamiltonoperators H, nicht in seiner Wirkung auf einen Zustand. ]

Okay, ...was bedeutet das jetzt vereinfacht gesagt für den Anfänger? ;-) Das es also die Nichtlinearität an sich dabei schon gibt (aber eben nicht so wie von mir erklärt)?

Also man könnte ja Schrödingers Katze (als Ganzes betrachtet) bspw. auch als ein Nichtlineares System ansehen, weil man nicht weiß, wann sie wie handelt - sie könnte ja vollkommen nicht-linear handeln... ein ganz blödes Beispiel: (etwas besseres fällt mir jetzt nicht ein :-) :

In der Kiste wäre Futter, die Katze sieht es, denkt sich: "Lecker!", isst es und muss dann aufstoßen. Es könnte aber genauso gut so ablaufen:

In der Kiste wäre Futter, die Katze sieht es, denkt sich: "Bah!", muss aufstoßen weil sie den Geruch nicht mag, und isst es irgendwann danach, weil es der Hunger reintreibt.

Hawkwind
23.04.15, 13:54
Die Schrödingergleichung ist eine lineare Differentialgleichung, weil die Wellenfunktion in ihr nur linear vorkommt. Eine wichtige Folge davon ist das Superpositionsprinzip: wenn Psi und Phi Lösungen sind, dann auch a*Psi + b*Phi.

TomS
23.04.15, 16:35
http://upload.wikimedia.org/math/c/b/d/cbd8ec760488778a02fc4ec27a0dd5a4.png
Das ist nicht die Schrödingergleichung

Marco Polo
23.04.15, 16:41
Genau. Die steht übrigens in der Kopfzeile
des Forums. Zumindest wenn man die Orts-
darstellung bevorzugt.

Hawkwind
24.04.15, 13:09
Das ist nicht die Schrödingergleichung

Wenn man annimmt, dass f(u) = V*u ist, dann ist man aber ganz schön dicht dran. f(u) ist bei der Schrödingergleichung eben derart, dass Linearität besteht.

Hawkins
26.04.15, 21:59
Hm... ich beziehe mich auf Aussagen wie diese hier... was hat es denn dann damit auf sich? oO? :-/ Wenn man bei Google "nichtlineare Schrödingergleichung" eingibt, dann sind einige Einträge zu finden.