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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Gravitation stört Quantenzustände


amc
03.08.15, 10:44
Hi Leute,

http://www.spektrum.de/magazin/gravitation-stoert-quantenzustaende/1355932


Grüße, amc

Plankton
15.08.15, 21:12
Eine sehr interessant Meldung! Bring mich zum meiner Formel:
Bewegung=NICHT_Verschränkung = Anfang,Ende = Frame of Spacteime
NICHTBewegung=Verschränkung = Spacetime emerges (in a gravitational System)

:D
How Spacetime is built by Quantum Entanglement: New Insight into Unification of General Relativity and Quantum Mechanics
http://www.ipmu.jp/node/2174

http://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150527112953.htm

;)

The_Theorist
16.08.15, 19:32
Ja ich habe diesen Bericht auch gelesen, und ist wirklich spannend. Mal sehen was noch kommt.

Plankton
17.08.15, 03:12
Schlägt gerade IMHO in die selbe RICHTUNG: https://www.quantamagazine.org/20150424-wormholes-entanglement-firewalls-er-epr/

;)

TomS
17.08.15, 08:04
Das Thema "Firewall" hat wenig mit dem ursprünglichen Thema zu tun.

Die "Firewall" sowie Ideen zu ihrer Lösung entspringen der Verschränkung von Teilchen inner- und außerhalb von Horizonten schwarzer Löcher. Dabei bleibt sehr viel spekulativ, insbs. da wir die Quantennatur der Raumzeit heute noch nicht verstehen.

Im ursprünglichen Beitrag geht es "lediglich" darum, dass eine Superposition (keine Verschränkung!) durch gravitative Efekte dekohäriert. Die Gravitation wird dabei rein klassisch betrachtet.

Plankton
17.08.15, 09:11
Ein weiterer Mosaikstein in der TOE. :cool:
Ich habe auch was an dem Artikel auszusetzen!
--- "Like Polchinski and others, Marolf worries that ER = EPR modifies standard quantum mechanics. “ ---

Das ist meines Erachtens falsch und ergibt sich allein aus der VWI.

Wo ist der fundamentale Denkfehler? Und bitte beachten, dass wohl OFFENSICHTLICH die Quantenmechanik und der "Gravitationscheixx" nach vielen aktuellen Studien lange Zeit völlig missinterpretiert wurden.

Verweise gerne auch nochmal hier drauf:
http://www.spektrum.de/news/ist-die-quantenphysik-weniger-kompliziert/1324336

Wäre ja froh, wenn alle so schlau wären wie ich und sich endlich etwas Licht im Wald auftut. :D

TomS
17.08.15, 09:41
Ein weiterer Mosaikstein in der TOE. :cool:
Ich habe auch was an dem Artikel auszusetzen!
--- "Like Polchinski and others, Marolf worries that ER = EPR modifies standard quantum mechanics. “ ---

Das ist meines Erachtens falsch und ergibt sich allein aus der VWI.
Die VWI modifiziert die QM gerade nicht; der Kollaps tut dies, wobei wir den bei der Betrachtung von Quantengravitation und -kosmologie nicht brauchen können.

Und bitte beachten, dass wohl OFFENSICHTLICH die Quantenmechanik und der "Gravitationscheixx" nach vielen aktuellen Studien lange Zeit völlig missinterpretiert wurden.
Wie meinst du das?

Vorsicht bei "Firewall" etc.; das entspringt einem unvollständigen Bild bzgl. der Quantengravitation; m.E. benötigt man eine umfassende Theorie; weder LQG (keine Vereinheitlichung) noch Strings (keine nicht-perturbative Formulierung) sind hier ausreichend (wobei die LQG sogar noch besser dran ist ...)

Plankton
17.08.15, 10:52
Die VWI modifiziert die QM gerade nicht ... deswegen meine ich ja, dass es hier genau dazu passt. Eine Grundannahme ist, dass ein BlackHole sich mit dem Anfang des Universum verbindet. So wie ich das anderswo schon behauptet habe. zur idee komme ich aufgrund der ... Spacetime is built by Quantum Entanglement

etwas stottern muss ich aber schon bei der Erklärung. :cool:

Aber ich denke so ergibt es einen logischen Schluss, auch zur Symmetrie des Standard-models, higgs und Co. ...

Hawkwind
17.08.15, 11:08
Das Schwerefeld der Erde kann quantenmechanische Experimente stören, indem es Superpositionen zusammenbrechen lässt. Zu diesem Schluss kommen Physiker um Igor Pikovski von der Universität Wien.


Interessant - ich hätte in meiner Naivität eher erwartet, dass man den Einfluss der winzigen Gravitation für Probleme der Atom- und Molekularphysik mittels Störungsrechnung in der QM berücksichtigen könnte (was sich dann in winzigen Verschiebungen von Niveaus etc. auswirken dürfte).

TomS
17.08.15, 15:22
Ja, was du sagst ist sicher zunächst mal richtig. Ich stelle mir ein Doppelmuldenpotential mit Minima bei bei h1 und h2 vor. Dann haben wir zunächst als Näherungslösungen zwei Wellenpakte eines harmonischen Oszillators mit Schwerpunkten bei x = h1 bzw. x = h2 sowie Energieentartung mit E1 = E2 = E. Nach Störungsrechnung haben wir eine Mischung der Zustände sowie Energien E1' bzw. E2'. Die Energiedifferenz ist von der Größenordnung mg(h2 - h1). Die Idee ist jetzt wohl, dass zudem die Zeitentwicklung der Zustände nicht mehr einfach mittels exp(-iEt) berechnet werden kann.

Hier das Preprint auf arxiv: http://arxiv.org/pdf/1311.1095.pdf

Und hier ist ein Kommentar mit diversen Gegenargumenten: http://arxiv.org/pdf/1507.05320v1.pdf

Sabine Hossenfelder bleibt etwas vage: http://backreaction.blogspot.de/2015/06/no-gravity-hasnt-killed-schrodingers-cat.html

Jess Riedel meint, die Berechnung sei korrekt, jedoch eher irrelevant: http://blog.jessriedel.com/2015/06/19/comments-on-pikovski-et-al-s-time-dilation-decoherence/

Ein guter Hinweis ist sicher, dass es sich nicht um Dekohärenz mit Umgebungsfreiheitsgraden handelt, sondern um Verschränkung mit system-internen Freiheitsgraden.

Hawkwind
17.08.15, 16:05
Besten Dank für den kleinen Überblick, Tom.
Sabine Hossenfelder war übrigens vor längerer Zeit auch mal hier im Forum aktiv, in den letzten Jahren aber leider nicht mehr.

Gruß,
Uli

Plankton
20.08.15, 09:03
Ich kann diese Kritiken echt nicht nachvollziehen! :rolleyes:
Würde den Leuten empfehlen erstmals solche Arbeiten gründlich durchzuforsten.... http://www.ipmu.jp/node/2174 http://physics.aps.org/articles/v7/111

Schlusswort. Demnächst wird Licht noch Müde... :D

TomS
20.08.15, 09:51
Wenn du die bitte die Mühe machst, den Bezug zwischen den Arbeiten zu erklären? Ich sehe den jedenfalls nicht auf Anhieb.

Plankton
20.08.15, 10:27
Mal in die Plauderecke schauen, sonst wird's zu Spam meinerseits. Gruß

TomS
20.08.15, 14:59
Verstehe ich nicht. Entweder existiert ein konkreter Zusammenhang, dann wird's kein Spam; oder er existiert nicht, dann ist's sinnlos.

Plankton
21.11.15, 19:34
Ein "Update" zu der Arbeit von Igor Pikovski und Co. (FAQ)

Time Dilation in Quantum Systems and Decoherence: Questions and Answers
http://arxiv.org/pdf/1508.03296v1.pdf

Marco Polo
21.11.15, 23:39
Verstehe ich nicht. Entweder existiert ein konkreter Zusammenhang, dann wird's kein Spam; oder er existiert nicht, dann ist's sinnlos.

Seh ich auch so. Das kommt dabei heraus, wenn man meint, ohne die geringsten Fachkenntnisse ständig Links posten zu müssen, deren Inhalt man nicht verstanden hat.

Ich erkenne mit wenigen Ausnahmen nachstehendes immer wiederkehrendes Schema:

blabla blabala, dummes Geschwätz, bla bla
Link (dessen Inhalt man nicht versteht)
Schwätz laber sülz, blabla bla

So richtig ergiebig ist das ja nicht. :(

Plankton
12.01.17, 18:42
Was ich daran auch interessant finde ist, dass in der Arbeit auch aufgezeigt wird wie das Äquivalenzprinzip verwirklicht ist. Seite 3:

b) A particle undergoing uniform acceleration g in flat space-time will experience the same time dilation and thus the same decoherence as in case a). Equivalently, the diagram describes the previous situation from the point of view of a freely-falling observer.

Universal decoherence due to gravitational time dilation #1

So gesehen logisch, wenn man die grundsätzliche Prämisse akzeptiert....

Hawkwind
26.01.17, 17:20
Was ich daran auch interessant finde ist, dass in der Arbeit auch aufgezeigt wird wie das Äquivalenzprinzip verwirklicht ist. Seite 3:

b) A particle undergoing uniform acceleration g in flat space-time will experience the same time dilation and thus the same decoherence as in case a). Equivalently, the diagram describes the previous situation from the point of view of a freely-falling observer.

Universal decoherence due to gravitational time dilation #1

So gesehen logisch, wenn man die grundsätzliche Prämisse akzeptiert....

Wird denn da wirklich "aufgezeigt", dass das Äquivalenzprinzip verwirklicht ist?
Nochmal den Quote samt Fall (a); sonst weiss man ja gar nicht, worum es geht:

A composite particle in superposition will decohere
due to time dilation. The figure shows two superposed world
lines in different situations and space-times (here c = 1). a) A
particle in superposition at two different fixed heights above
the Earth, as considered in the main text (the dashed lines
represent arbitrary small non-stationary contributions necessary
to perform an interferometric experiment). The centreof-
mass will decohere after a time tau_dec as given in eq. (3).
In general, the full evolution of the centre-of-mass is given
by eq. (5). b) A particle undergoing uniform acceleration g
in
at space-time will experience the same time dilation and
thus the same decoherence as in case a). Equivalently, the
diagram describes the previous situation from the point of
view of a freely-falling observer.


Es geht doch nur darum, dass das Auftreten der Dekohärenz unabhängig vom System des Beobachters ist. Das ist zwingend; ansonsten hätte man eine Inkonsistenz: es kann ja schlecht sein, dass die 2 Subsysteme einem Beobachter verschränkt erscheinen und einem anderen nicht.

Plankton
26.01.17, 19:59
Wird denn da wirklich "aufgezeigt", dass das Äquivalenzprinzip verwirklicht ist? [...]
Es geht doch nur darum, dass das Auftreten der Dekohärenz unabhängig vom System des Beobachters ist. Das ist zwingend; ansonsten hätte man eine Inkonsistenz: es kann ja schlecht sein, dass die 2 Subsysteme einem Beobachter verschränkt erscheinen und einem anderen nicht.
Beschleunigung ist ja auch unabhängig vom Beobachter. Ich verstehe das Problem nicht. Und somit ist das ja auch logisch, der Zusammenhang. Man kann ja nicht unterscheiden, in einer geschlossenen Kapsel, ob man beschleunigt, oder ob man einem Gravitationsfeld ausgesetzt ist. Die Dekohärenz muss da, im Sinne der Arbeit, gleichwertig sein IMHO.

Marco Polo
27.01.17, 21:10
Beschleunigung ist ja auch unabhängig vom Beobachter.

Wie kommst du denn darauf?

Plankton
27.01.17, 22:29
Wie kommst du denn darauf?
Schon 1000 x gelesen? Schon 1000 x mal erlebt? ;)

Marco Polo
27.01.17, 22:32
Schon 1000 x gelesen?

Dann kannst du ja sicherlich 1000 Zitate hier einstellen. Mir würde aber schon eines aus seriöser Quelle reichen.

Fakt ist, dass deine Aussage ganz einfach falsch ist.

Plankton
27.01.17, 22:40
Dann kannst du ja sicherlich 1000 Zitate hier einstellen. Mir würde aber schon eines aus seriöser Quelle reichen.
Nehmen Sie an, Sie befinden sich in einer geschlossenen Kabine, abgeschnitten von der Außenwelt. Körper, die Sie fallen lassen, fallen beschleunigt zu Boden, genau so, wie Sie es von der Erde gewohnt sind. Können Sie daraus schließen, dass Sie sich samt Kabine tatsächlich in einem Schwerefeld wie jenem der Erde befinden, wie in der folgenden Abbildung skizziert?
---
Nein, denn alles könnte auch ganz anders sein. Theoretisch könnten Sie sich auch im Weltraum befinden, weit entfernt von allen größeren Massenansammlungen und deren Gravitationseinfluss. Dann nämlich, wenn Ihre Kabine sich an Bord einer Rakete befindet, die durch ihr Triebwerk gerade mit 9,81 Metern pro Sekunde-Quadrat beschleunigt wird, wie hier skizziert:
---
In solch einer Situation würde der Kabinenboden auf alle Objekte, die Sie loslassen, zubeschleunigt - mit genau der gleichen Beschleunigung, mit der die Gravitation Objekte hier auf der Erde zu Boden fallen lässt. Aus Ihrer Sicht als Beobachter in der Kabine sind die beiden Situationen - die Gravitation lässt Objekte beschleunigt zu Boden fallen, der Kabinenboden bewegt sich beschleunigt auf Objekte zu - nicht unterscheidbar.
http://www.einstein-online.info/vertiefung/Aequivalenzprinzip

Das Relativitätsprinzip kann leicht im Alltag überprüft werden. So ist es in einem gleichmäßig schnellen Zug ebenso leicht einen Ball nach vorne zu werfen wie nach hinten. Obwohl er im ersten Fall relativ zur Erde schneller im zweiten Fall dagegen langsamer wird. Das Relativitätsprinzip geht aber über dieses rein mechanische Beispiel hinaus. Alle physikalischen Gesetzmässigkeiten sollten nur von den Relativbewegungen der beteiligten Objekte abhängen. Es ist somit nicht möglich in einem Zug ein Gerät zu installieren, das ohne Bezug auf die Außenwelt die Geschwindigkeit des Zuges messen kann. Alle physikalischen Gesetze sind im fahrenden Zug identisch zu denen im ruhenden.

Während Geschwindigkeiten relativ sind, gilt das nicht für Änderungen von Geschwindigkeit. Beschleunigung oder Bremsen kann man leicht aufgrund der dabei auftretenden Trägheitskräfte messen. Hierzu ist es nicht nötig auf Informationen aus der Außenwelt zurückzugreifen. Befindet man sich in einem beschleunigenden Fahrzeug, so treten unweigerlich Trägheitskräfte auf aus denen man die Änderung der Geschwindigkeit errechnen kann. Auch Rotationen erzeugen solche Trägheitskräfte, die zum Beispiel für die Drehrichtungen von Wirbelstürmen auf der rotierenden Erde verantwortlich sind. Geschwindigkeit ist also relativ, während Beschleunigung und Rotation absolut ist.
---
http://www.relativitätsprinzip.info/relative-bewegung.html

Im Sinne des Machschen Prinzip (http://www.spektrum.de/lexikon/physik/machsches-prinzip/9262) war das bisher immer für mich verständlich.

Marco Polo
27.01.17, 23:42
Nehmen Sie an, Sie befinden sich in einer geschlossenen Kabine, abgeschnitten von der Außenwelt. Körper, die Sie fallen lassen, fallen beschleunigt zu Boden, genau so, wie Sie es von der Erde gewohnt sind. Können Sie daraus schließen, dass Sie sich samt Kabine tatsächlich in einem Schwerefeld wie jenem der Erde befinden, wie in der folgenden Abbildung skizziert?
---
Nein, denn alles könnte auch ganz anders sein. Theoretisch könnten Sie sich auch im Weltraum befinden, weit entfernt von allen größeren Massenansammlungen und deren Gravitationseinfluss. Dann nämlich, wenn Ihre Kabine sich an Bord einer Rakete befindet, die durch ihr Triebwerk gerade mit 9,81 Metern pro Sekunde-Quadrat beschleunigt wird, wie hier skizziert:
---
In solch einer Situation würde der Kabinenboden auf alle Objekte, die Sie loslassen, zubeschleunigt - mit genau der gleichen Beschleunigung, mit der die Gravitation Objekte hier auf der Erde zu Boden fallen lässt. Aus Ihrer Sicht als Beobachter in der Kabine sind die beiden Situationen - die Gravitation lässt Objekte beschleunigt zu Boden fallen, der Kabinenboden bewegt sich beschleunigt auf Objekte zu - nicht unterscheidbar.
http://www.einstein-online.info/vertiefung/Aequivalenzprinzip

Das Relativitätsprinzip kann leicht im Alltag überprüft werden. So ist es in einem gleichmäßig schnellen Zug ebenso leicht einen Ball nach vorne zu werfen wie nach hinten. Obwohl er im ersten Fall relativ zur Erde schneller im zweiten Fall dagegen langsamer wird. Das Relativitätsprinzip geht aber über dieses rein mechanische Beispiel hinaus. Alle physikalischen Gesetzmässigkeiten sollten nur von den Relativbewegungen der beteiligten Objekte abhängen. Es ist somit nicht möglich in einem Zug ein Gerät zu installieren, das ohne Bezug auf die Außenwelt die Geschwindigkeit des Zuges messen kann. Alle physikalischen Gesetze sind im fahrenden Zug identisch zu denen im ruhenden.

Während Geschwindigkeiten relativ sind, gilt das nicht für Änderungen von Geschwindigkeit. Beschleunigung oder Bremsen kann man leicht aufgrund der dabei auftretenden Trägheitskräfte messen. Hierzu ist es nicht nötig auf Informationen aus der Außenwelt zurückzugreifen. Befindet man sich in einem beschleunigenden Fahrzeug, so treten unweigerlich Trägheitskräfte auf aus denen man die Änderung der Geschwindigkeit errechnen kann. Auch Rotationen erzeugen solche Trägheitskräfte, die zum Beispiel für die Drehrichtungen von Wirbelstürmen auf der rotierenden Erde verantwortlich sind. Geschwindigkeit ist also relativ, während Beschleunigung und Rotation absolut ist.
---
http://www.relativitätsprinzip.info/relative-bewegung.html

Im Sinne des Machschen Prinzip (http://www.spektrum.de/lexikon/physik/machsches-prinzip/9262) war das bisher immer für mich verständlich.

Zunächst mal zum Beispiel mit der Kabine. Diese Äquivalenz zwischen Beschleunigung und Gravitationsfeld gilt streng genommen nur lokal. Also für ein homogenes Gravitationsfeld.

Das Gravitationsfeld der Erde ist aber inhomogen. Lässt man in einem solchen Gravitationsfeld jetzt 2 Körper fallen, dann fallen diese nicht parallel auf den Kabinenboden zu, sondern bewegen sich beide hin zum Gravitationszentrum und damit leicht aufeinander zu und nicht mehr parallel, wie es bei der Rakete der Fall wäre.

Man könnte dann schon unterscheiden, ob man sich in einer beschleunigten Rakete oder in der Kabine auf der Erdoberfläche befindet.

Jetzt zu den Beschleunigungen und den Trägheitskräften. Ja, du hast Recht damit, wenn du behauptest, dass Beschleunigungen in der SRT nicht relativ sind. Aber nur in dem Sinne, dass sich einwandfrei herausfinden lässt, welcher Zwilling derjenige ist, der beschleunigt ist. Denn nur dieser erfährt Trägheitskräfte.

Der beschleunigte Zwilling kann also nicht behaupten, er befinde sich in Ruhe und der andere wäre es, der beschleunigt ist.

Aber das heisst natürlich nicht, dass Beschleunigungen unabhängig vom Beobachter sind. Und deswegen sind auch Beschleunigungen in der SRT relativ.

Beispiel:

Zwilling A bleibt auf der Erde zurück. Zwiling B beschleunigt von der Erde weg.

B beschleunigt mit der konstanten Eigenbeschleunigung alpha.

Welche Beschleunigung ax für B misst jetzt A?

Hier die Formel für das relativistische Beschleunigungs-Zeit-Gesetz:

ax=alpha/((1+(alpha*t/c)²)^(3/2))

Für sehr lange Zeit t strebt ax daher gegen 0.

ax beträgt also bei alpha=10 m/s² bereits nach 10 Jahren nur noch 0,01 m/s² und nach 100 Jahren praktisch 0 m/s².

Beschleunigungen sind also nicht unabhängig vom Beobachter oder genauer gesagt vom Bezugssystem. Im Bezugssystem des Beschleunigten bleibt die Beschleunigung konstant, während diese für den ruhenden Beobachter keineswegs konstant ist.

Wäre das nicht so, dann würde der bechleunigte Zwillling aus Sicht vom Ruhezwilling bereits vor Ablauf eines Jahres die Lichtgeschwindigkeit überschreiten.

Plankton
28.01.17, 00:20
[...] Also für ein homogenes Gravitationsfeld.
[...]
So gesehen hast du recht, denk ich. Ich bin mir nicht sicher, in wie weit das hier dann relevant ist, bezogen auf den fetten Teil.

b) (https://arxiv.org/pdf/1311.1095v2.pdf) A particle undergoing uniform acceleration g in flat space-time will experience the same time dilation and thus the same decoherence as in case a). Equivalently, the diagram describes the previous situation from the point of view of a freely-falling observer.

So gesehen kann man sagen, das dass Äquivalenzprinzip hier genau so genau/ungenau bzw. "lokal" gilt, wie man das auch sonst kennt (Beispiele s.o.).
Die Situation, case a] beschreibt ja "A particle in superposition at two different fixed heights above the Earth, [...]".

Marco Polo
28.01.17, 00:28
So gesehen hast du recht, denk ich. Ich bin mir nicht sicher, in wie weit das hier dann relevant ist, bezogen auf den fetten Teil.

b) (https://arxiv.org/pdf/1311.1095v2.pdf) A particle undergoing uniform acceleration g in flat space-time will experience the same time dilation and thus the same decoherence as in case a). Equivalently, the diagram describes the previous situation from the point of view of a freely-falling observer.

So gesehen kann man sagen, das dass Äquivalenzprinzip hier genau so genau/ungenau bzw. "lokal" gilt, wie man das auch sonst kennt (Beispiele s.o.).
Die Situation, case a] beschreibt ja "A particle in superposition at two different fixed heights above the Earth, [...]".

Das ist aus meiner Sicht wieder ein anderes Thema. Da sollen sich lieber die Experten zu äussern.

Marco Polo
28.01.17, 00:42
Was ich nicht verstehe: Du beschäftigst dich mit Verschränkung und Dekohärenz in flacher oder wie auch immer gearteter Raumzeit, ohne die Basics vollumfänglich verstanden zu haben.

Ist das nicht der falsche Ansatz? Wäre es nicht sinnvoller, zunächst mal die Grundlagen zu lernen, bevor man sich mit derart komplexen Dingen beschäftigt? Also ich würde mir das nicht zutrauen.

Mein Eindruck: Du sprichst von Dingen, die du nicht verstehst.

Immerhin zeigst du dich lernwillig. Das ist doch schon mal was.

Plankton
28.01.17, 01:15
[...]
Mein Eindruck: Du sprichst von Dingen, die du nicht verstehst.
[...]
Wer versteht schon alles? ;)

Marco Polo
28.01.17, 01:18
Wer versteht schon alles? ;)

Mehr fällt dir dazu nicht ein?

Plankton
31.01.17, 22:41
Bedeutet das eigentlich generell bei Zeitdilatation, also auch wie man sie von der SRT kennt? :confused:

https://arxiv.org/pdf/1311.1095v2.pdf (S. 2, 3)
A composite particle with internal Hamiltonian H0 in an arbitrary space-time will decohere if the two superposed trajectories differ in proper time.
The visibility of quantum interference V reduces depending upon on the proper time difference [delta:tau], see eq 4

The effect is very general and originates from the total proper time difference between superposed world lines. Quantum systems with internal degrees-of-freedom are affected on arbitrary space-time metrics, as long as a proper time difference is accumulated.
To highlight this, consider a particle moving in superposition along two arbitrary world lines with proper time difference [delta:tau]
(see fig. 2). The two superposed amplitudes can interfere when the world lines meet. Due to time dilation, the internal energy is effectively altered by [...]

Wenn ich zwei Weltlinien für 2 Beobachter habe und die bewegen sich relativ, dann gibt's doch mit v/c einen "Winkel" tan und ich hätte doch hier "time difference between superposed world lines"? Hmmm......