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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Frage zum Verhalten von Quantenteilchen


Crashgirl
29.02.16, 13:16
Hallo,
ich befasse mich erst seit kurzer Zeit mit der Quantenmechanik, finde das Thema aber unhemlich spannend und hätte da jetzt mal ne frage^^ weiß zwar nicht so genau wie ich die kurz und plausibel beschreiben soll aber ich versuch es einfach mal :)

Also bezüglich der Eigenschaft dass unbeobachtete Quantenteilchen sich wie Wellen verhalten meinte Einstein ja mal dass er glaubt der Mond is auch da wenn er nicht hinsieht. So wie ich das mitbekommen habe ist er dann ja auch tatsächlich da weil die Quantenteilchen aufgrund von Strahlung etc. quasi ständig unter "beobachtung" stehen und sich somit wie Teilchen verhalten, folglich die Objekte auch da sind. (Mal ganz davon abgesehen dass der Mond eh zum Makrokosmos gehört) Aber diese ganze Strahlung müsste doch auch bei den Doppelspaltexperimenten vorhanden gewesen sein, weswegen die Quantenteilchen sich dort doch eigentlich auch schon die ganze Zeit wie Teilchen hätten verhalten müssen oder?!

Bin Gespannt auf eure Sichweisen hierzu :)
liebe Grüße

inside
29.02.16, 14:48
Das ist eine wunderschöne Betrachtung und eine berechtigte Frage. Ich warte gespannt auf einige kompetente Antworten.

Meine wäre: Der Welle-Teilchen-Dualismus ist nicht von der "Wechselwirkung" anderer Teilchen abhängig, er ist fundamental und immer da. Warum der Kollaps hier nicht immer ZWEI einzelne Teilchenstrahlen erzeugt sondern Wellen, kann ich nicht beantworten.
Interessiert mich aber sehr.

Ich
29.02.16, 15:02
bezüglich der Eigenschaft dass unbeobachtete Quantenteilchen sich wie Wellen verhaltenDas ist so nicht ganz korrekt. Quanten zeigen bei Beobachtung Wellen- oder Teilchencharakter, je nachdem, was man misst.
Aber diese ganze Strahlung müsste doch auch bei den Doppelspaltexperimenten vorhanden gewesen sein, weswegen die Quantenteilchen sich dort doch eigentlich auch schon die ganze Zeit wie Teilchen hätten verhalten müssen oder?!Da geht es um Dekohärenzzeiten (https://de.wikipedia.org/wiki/Dekoh%C3%A4renz#Typische_Dekoh.C3.A4renzzeiten). Ein Elektron im Hochvakuum ist da ganz gut beherrschbar, Licht macht da gar nicht so viel aus.

Crashgirl
29.02.16, 15:16
seit wann zeigen die Teilchen unter beobachtung wellencharakter?? O.o grade dass sie das da nicht tun is doch grade die große (eine von vielen^^) Besonderheit in der Microwelt?!

und ich habe mal gelesen dass Lichtstrahlung sogar große Wirkung auf andere Quanten hat (macht auch sinn, is ja die gleiche Größenordnung). Es soll aber auch durch andere Strahlung beeinflusst werden, so dürfte z.b. kosmische Strahlung bei dem Experiment immer vorhanden gewesen sein, trotzdem gab es unterschiedliche Ergebnisse *grübel*

Timm
29.02.16, 15:36
Aber diese ganze Strahlung müsste doch auch bei den Doppelspaltexperimenten vorhanden gewesen sein, weswegen die Quantenteilchen sich dort doch eigentlich auch schon die ganze Zeit wie Teilchen hätten verhalten müssen oder?!

Doppelspaltexperimente werden sorgfältig präpariert, sodaß Interferenz stattfindet. Versucht man mit raffinierten Methoden herauszufinden, durch welchen Spalt das Teilchen geht, dekohäriert das System und die Interferenz ist weg. Ausschlaggebend ist ob oder ob nicht die Information in die Umwelt gelangt. Zeilinger hat bei seinen Experimenten heiße Teilchen durch den Doppelspalt geschickt und gezeigt daß das Interferenzbild mit zunehmender Temperatur unschärfer wird. Grund: Je mehr Photonen in die Umwelt abgestrahlt werden, desto mehr Information über sie gelangt in die Umwelt. Ob jemand diese Information wahrnimmt spielt keine Rolle.

inside
29.02.16, 15:44
Häh ? Verlieren die Teilchen proportional zu ihrer Temperatur also Kohärenz ?
Die strahlen Wärme in die Umwelt ab, was den Wellencharakter minimiert ?
Willst Du das damit sagen?

Crashgirl
29.02.16, 15:45
Klar werden die Experimente so gut es geht abgeschirmt aber das is nicht komplett möglich soweit ich weiß.
Und wie definierst du "Umwelt" und "in die Umwelt gelangen"? Es ist doch immer irgendwie Umwelt drumherum vorhanden, weswegen die Teilchen ja dann immer gleich reagieren müssten, also immer Teilchen (ohne Welleneigenschaften) sein müssten?!
Und die art wie die Photonen die Testteilchen beeinflussen war meines Erachtens der dass die Photonenteilchen mit den Testteilchen zusammentreffen und somit die Teilchen stören und zum verschwinden der Welleneigenschaften führt (= einer Beobachtung)

Timm
29.02.16, 17:14
Häh ? Verlieren die Teilchen proportional zu ihrer Temperatur also Kohärenz ?
Die strahlen Wärme in die Umwelt ab, was den Wellencharakter minimiert ?
Willst Du das damit sagen?
https://www.uni-due.de/~hp0198/research/decoherence/thermodeco/index.html

soon
29.02.16, 17:49
... Aber diese ganze Strahlung müsste doch auch bei den Doppelspaltexperimenten vorhanden gewesen sein, weswegen die Quantenteilchen sich dort doch eigentlich auch schon die ganze Zeit wie Teilchen hätten verhalten müssen oder?!

Das Vorhandensein von Strahlung bedeutet nicht unbedingt, dass es auch zur Wechselwirkung mit den untersuchten Objekten kommt. Luft, Wasser, Glas... sind z.B. deshalb durchsichtig, weil sichtbares Licht nicht mit den Atomen in Luft, Wasser, Glas... wechselwirken kann, ... so ungefähr.

Anschauliche Darstellung:
Ein Photon mit einer bestimmten Farbe (Wellenlänge) hat immer eine genau festgelegte Energie. Wenn es auf ein Atom trifft und absorbiert werden will, muß es genau diese Energiemenge vollständig an das Atom abgeben können. Das Atom nimmt die Energie auf, indem eines seiner Elektronen auf eine höhere Bahn (Energieniveau) springt. Diese Bahnen dürfen aber nicht beliebig sein, sondern es sind nur bestimmte "Bahnhöhen" erlaubt. Das Photon kann nur dann absorbiert werden, wenn es in dem Atom eine passende "Bahnhöhe" gibt, damit genau die Energie des Lichtteilchens dabei verbraucht wird. Wenn nicht, "fliegt" das Photon ungehindert durch das Atom hindurch. Bei den Elektronen der Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle der Luft gibt es keine passende Energieniveaudifferenz für das sichtbare Licht.

Darum ist Luft unter Normalbedingung für alle Frequenzen des sichtbaren Lichte durchsichtig.

Astrophysiker.Danial
29.02.16, 19:28
Heute möchte ich es mir mal gönnen, meinen ''Senf'' dazu zu geben, auch wenn ich in der Tendenz mich zurück halte aus Angst, etwas falsches zu sagen (vllt. auch deswegen, weil ich Befürworter der bohmschen Mechanik bin und die Kopenhagener Interpretation für eine Übertreibung halte).

meinte Einstein ja mal dass er glaubt der Mond is auch da wenn er nicht hinsieht

Das ist richtig. Einstein war von der Kopenhagener Interpretation, dass die Quantenmechanik und das Verhalten von Teilchen statistisch wäre, nicht gerade angetan. Man kann auf jeden Fall sagen, dass sich Quantenmechanik nicht exakt verhält wie klassische (newtonsche) Mechanik. Aber ein paar Physiker (und ich werde für diese Aussage vermutlich viel Kritik ernten) haben es mit der Interpretation des Unschärferelationsprinzips von Heisenberg übertrieben - ganz vorne an der Spitze Niels Bohr. Der Welle-Teilchen-Dualismus geht zunächst davon aus, dass Quantenobjekte sowohl Welle- als auch Teilchencharakter annehmen können.
In welchem Zustand befinden sie sich, wenn man sie nicht beobachtet ?
Befinden sie sich überhaupt in einem ''Quantenzustand'' ?
Sehr interessant ist dazu das Beispiel von Schrödingers Katze:
Entweder ist die Katze tot oder lebendig. Die Kopenhagener Interpretation sagt nun, dass die Katze beides ist, solange man nicht hinschaut.
Einstein sagte, die Katze befindet sich in eine der beiden Zustände unabhängig davon, ob man ''hinschaut'' oder nicht. Und wenn man die Kiste öffnet, ist die Katze manchmal tot, manchmal lebendig - sie kann das eine oder das andere sein.
Dazu sollte man aber auch betonen, dass Welleneigenschaften Teilcheneigenschaften nicht unbedingt ausschließen und umgekehrt.
Ich empfehle zu dieser Diskussion einmal (vllt. mach ich hier aber auch gerade nur ''Werbung'' für einer meiner Lieblingstheorien :p) einen Blick auf die bohmsche Mechanik zu werfen:

- https://de.wikipedia.org/wiki/De-Broglie-Bohm-Theorie
- http://www.mathematik.uni-muenchen.de/~bohmmech/Poster/post/post.html
- http://www.bohmian-mechanics.net/index_de.html
- https://www.youtube.com/watch?v=_6TNF854Xmo&list=PL7LbfRoKBR5OpRjt8toBOmzqGjH7zaM1m

Ich hoffe, dass meine Antwort hilfreich ist und keine falschen Informationen enthält.
Mit freundlichem Gruß
Danial

Crashgirl
29.02.16, 20:41
@soon: danke für die Erklärung, dabei fällt mir aber folgendes auf: z.b. Glas ist ja auch ein festes Gebilde (wird von uns zumindest so wahrgenommen), d.h. mit irgendwas müssen die Quantenteilchen aus denen das Glas besteht reagiert haben damit sie sich materialisieren und wir es als Festkörper wahrnemen

@Astrophysiker: danke für die Links, kucke ich mir mal an :)

Crashgirl
01.03.16, 11:48
okay glaube die ganze Frage hat sich erledigt, es scheint doch am menschlichen Bewusstsein zu liegen. Habe mir gestern einen Vortrag über entsprechende Experimente angesehen bei dem die beobachter teils mehrere 1000 Kilometer vom Versuchsaufbau entfernt waren und nur über Computer den Test beobachtet haben oder sich nur drauf konzentriert haben. Das hat schon gereicht um den Test zu beeinflussen

inside
01.03.16, 11:58
Danke dafür.

Ich
01.03.16, 13:17
Das hat schon gereicht um den Test zu beeinflussen
So ein Käse.

Crashgirl
01.03.16, 15:13
Begründung?

Hawkwind
01.03.16, 16:15
So ein Käse.

Wer weiss ... vielleicht war ja Uri Geller dabei. Der war ja bekannt für solche telekinetischen Kunststückchen. Wer's denn glauben will, der muss das halt tun.

Solche Beobachtungen gibt es in der seriösen Physik aber nicht.

Ich
02.03.16, 10:11
Begründung?Es gibt kein solches Experiment. Such doch mal seriöse Quellen dafür, du wirst keine finden.

Crashgirl
02.03.16, 16:32
hmm also soo unseriös hat mir das jetzt nicht gewirkt :/
hier wirds vorgestellt:
https://www.youtube.com/watch?v=kDyw5_74Cqo&feature=youtu.be

Ich
02.03.16, 16:54
Oho, ein youtube-Video. Na dann wird's schon stimmen. Hervorragende Quellenarbeit. :rolleyes:

Warum googelst du nicht den Autor?

Crashgirl
02.03.16, 16:55
hatte es bisher noch nicht für dringend notwendig gehalten da du der erste bist der die Echtheit dieses Videos anzweifelt aber dann werd ich das wohl mal tun^^

TomS
02.03.16, 20:54
Seriöse Quellen sind Fachveröffentlichen nach abgeschlossenem Peer-Review. Vorab-Versionen / Preprints findet man üblicherweise bei http://arxiv.org.