Zugvögel und Quantenphysik
 

Zugvögel finden ihren Weg dank Quantenphysik

http://www.wissenschaft.de/wissensch...nd/294260.html

In der Netzhaut der Vögel beeinflusst ein Quanteneffekt chemische Reaktionen, deren Endprodukte von der Richtung des Erdmagnetfeldes abhängen
.....
Hier bringt Kominis den Quanten-Zenon-Effekt ins Spiel. Kominis zeigt theoretisch, dass die Zurückgabe des ausgeliehenen Elektrons einer quantenmechanischen Messung entspricht. Bevor diese Zurückgabe geschieht, befindet sich das Proteinmolekülpaar in einem Mischzustand: Die Spins zeigen gleichzeitig sowohl in die gleiche als auch in die entgegengesetzte Richtung. Diese Mischzustände sind in der Quantenphysik nichts ungewöhnliches. Erst eine Messung zwingt das Molekülpaar dazu, sich für eine der beiden Möglichkeiten zu "entscheiden". Wichtig ist hierbei, dass das Ergebnis dieser "Entscheidung" für jedes einzelne Molekülpaar zwar rein zufällig ist. Bei vielen solcher Elektronrückgaben unterliegen die Ergebnisse jedoch der von der Richtung des Erdmagnetfeldes vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsverteilung.

Kominis mathematische Analyse ergibt nun, dass der Quanten-Zenon-Effekt in dieser Situation für einen paradox erscheinenden Rückkopplungsmechanismus sorgt: Je größer die Rate der Elektronrückgaben ist, desto länger bleiben die Mischzustände, die ja eigentlich durch die Elektronrückgaben zerstört werden müssten, bestehen. Und je länger die Mischzustände bestehen, desto größer wird die Chance, dass sie vom Erdmagnetfeld beeinflusst werden, dass also die Information über die Richtung des Magnetfeldes in der Wahrscheinlichkeitsverteilung innerhalb der Mischzustände richtig gespeichert wird. Außerdem zeigen Kominis Berechnungen, dass dieser Rückkopplungsmechanismus optimal auf die Stärke des Erdmagnetfeldes und die quantenphysikalischen Eigenschaften von typischen biochemischen Molekülen abgestimmt ist. Bei kleineren oder größeren Magnetfeldstärken würde der Quanten-Zenon-Effekt nicht greifen.

Wenn sich das bestätigen sollte, - kann man das imo nicht hoch genug einschätzen: Zeigt es doch wie Lebewesen in der Natur physikalische Gesetzmäßigkeiten "manipulieren" können, die bislang nur im Labor nachweisbar waren.

Hieran könnte sich vielleicht auch zeigen,wie emergente Gesetzmäßigkeiten (der Biologie) entstehen. (und evtl. Naturgesetze überhaupt)

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Hi Gandalf,

Wie meinst du das? Das Erdmagnetfeld beeinflusst doch hier den chemischen Kompass und nicht umgekehrt?

AW: Zugvögel und Quantenphysik
 

Erstaunlich ist hierbei auch, dass offenbar nur das rechte Auge in der Lage ist, den Quanten-Zenon-Effekt -oder die "prozentuale Aufteilung zwischen den beiden möglichen Spinausrichtungen"- zu registrieren ;)

Aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetsinn
Gr.
MCD

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Hallo!

Weder sagt der angesprochene QZE das eine - noch das andere aus!? Es geht bei diesem Effekt eben 'nicht' darum (klassische energetische) "Beeinflussungen" zu beschreiben, sondern um einen quantenphysikalischen Messprozess.

In bekannteren Darstellungen des Effektes, sagt dieser ja auch nicht aus, dass z.B. der Zerfall eines Teilchens durch "Wirkungen" aufgehalten wird, sondern nur, dass die Skala (... die 'Dimension') gestreckt werden kann, auf deren Basis Messungen (= selbstreflexive Beobachtungen durch ein anderes Quantensystem) vorgenommen werden. (Es gibt ja auch den 'Anti-Zeno-Effekt)

Nichts anderes läuft möglicherweise hier ab. Durch diese 'Dimensions- Skalierungen' werden (physikalische) Bereiche zugänglich, die mittels 'klassischer Beziehung' nicht zu erreichen sind. Hier: Zugvögel können das Erdmagnetfeld - mit dem "Quantensystem: Auge-Magnetfeld" - sehen. - Und das ist dann eine 'neue Eigenschaft', die man wohl zu Recht als emergent bezeichnen kann, da sie sich nicht aus eben diesen (klassischen) 'Teil(chen)zusammenhängen' ergibt, die eine Wahrnehmung des Magentfeldes auf diese Art nicht zulassen würden, da man in der Biologie allein das Auge betrachtet. (Zitat: " ...Rückkopplungsmechanismus optimal auf die Stärke des Erdmagnetfeldes und die quantenphysikalischen Eigenschaften von typischen biochemischen Molekülen abgestimmt ist."..)

... und dann fällt mir noch spontan eine gewisse Ähnlichkeit zu dieser TOE auf, deren Ansätze vor ca. 40 Jahren scheinbar eher zufällig entdeckt wurden und bei der man die Formeln laufend und STRINGend den Gegebenheiten anpasst und man so bei mittlerweile 11 Dimensionen angelangt ist.

Eine der Voraussage lautet ja bekanntlich: Möglicherweise gibt es Mikrodimensionen, die unseren elektromagnetischen Wahrnehmungsapparaten entzogen sind (da Photonen sich nur innerhalb ihrer eigenen '2-Bran' bewegen können und eine Verformung der selbigen unbeobachtbar machen). Es wurde daher vorgeschlagen diese Dimensionen anhand anderer Wahrnehmungsmöglichkeiten zu untersuchen. Kanditat ist neben dem für uns allseits üblichen (aber hier unbrauchbaren) EM-Spektrum allein die Gravitation, deren (Abstands-)Wirkung unterhalb 0,1 mm 'nicht untersucht' ist....

Was ist aber, wenn der 'Quanten-Zeno-Effekt' nun ebenfalls eine 'Dimensionsverzerrung auf Mikroebene' beschreibt? Wir haben schon öfters hier darüber diskutiert: Quantensysteme lassen sich oftmals besser verstehen, wenn man zusätzliche (Raum-)Dimensionen mit einbezieht! Bislang konzentrierte man sich dabei auf die scheinbar einzige "nicht-EM-messung", die hier möglich erscheint, - der indirekte Nachweis weiterer Dimensionen in der Abweichung der Gravitationskraft. Aber wie erfolgt denn eine 'Spinmessung' physikalisch? Der Spin wird zwar 'an' einem Photon gemessen, aber nicht 'mittels' (nämlich mit einem Pol-filter). Liegt hier ebenfalls eine 'nicht-EM-Messung' vor, die den Kriterien genügen würde?

(Wer kann hier evtl. mehr dazu sagen?)

Und jetzt spekulier ich auf dieser Basis munter noch etwas weiter: Da 'selbstreflexive Quantensystem' (QZE wie oben beschrieben) möglicherweise ihrerseits selbst eine "Dimensionsverzerrung zu ihren Gunsten" auf Mikroebene bewirken können, erscheint die "Suche nach der richtigen Stringfomel im Heuhaufen" - in einem neuen Licht! --> es gibt keine 'eine' Formel! Die scheinbar über alle (zufällig) Maßen passende Feinabstimmung der Naturkonstanten im Kosmos ist nicht "gottgegeben" oder vorformuliert, - sondern von den Quantensystemen evolutionär erworben und in einem ständigen selbstfeflexiven (überdimensionalen und skalierbren) Fluss begriffen!

Grüße

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@ Gandalf

Hallo

Ich komme mit Deiner Benutzung des Ausdrucks "Dimension" nicht klar.

Ich benutze diesen zuerst rein mathematisch. Die physikalische Idee hinter "Dimension" verlangt Deutung bzw. Definition. Falls ich mich nicht irre, mangelt es im Allgemeinen an dieser. Dadurch entstehen Verwirrungen wie "Verzerrung einer Dimension" oder "Dimensionen in mikrokopischen Beobachtungen". Ich kann mir unter diesen beiden kaum etwas vorstellen.

Gruß,
Lambert

AW: Zugvögel und Quantenphysik
 

Hallo Lambert!

Ich denke tatsächlich (wahrscheinlich im Gegensatz zu den meisten hier) eher in Bildern, als in Formeln ;) So sind diese Dimensionen nicht nur ein mathematisches Hilfsmittel in einem Vektorraum, sondern ein 'Erklärungsmodell'
(Dir ist aber schon klar, dass Mathematik auch "nur" eine 'Symbol'_sprache ist?)

vielleicht hilft dieser Artikel zunächst etwas weiter:
http://www.weltderphysik.de/de/4907.php

Grüße

AW: Zugvögel und Quantenphysik
 

Hallo Gandalf,

danke für den Link. Nein, ich halte - frankly spoken - nichts von der Darstellung dort. Nur eine weitere Raumdimension lässt sich mathematisch darstellen; sonst keine. Ich habe das an anderer Stelle in diesem Forum bereits dargestellt.

Bei Dimensionen gibt es, Mathematik und Physik vergleichend, nach meiner bescheidenen Darstellung einen ähnlichen Erklärungsbedarf wie bei den Gegebenheiten 0 und unendlich. Wo in der Mathematik eine "reine" "ausdehungslose Null" als Grenzphänomen möglich ist, ist diese in der Physik gar nicht möglich, völlig undenkbar: in der Physik kann es nur Null mit Ausdehnung geben.

Physikalische Dimensionen sind auf der gleichen Weise von mathematischen zu unterscheiden. Genau mit diesem kleinen Unterschied hat das Phänomen Quantum zu tun.

Gruß,
Lambert

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Hallo!

... naja, vielleicht geben ja die LHC-Experiment in naher Zukunft Anworten.

Die Stringtheorie mit ihren 10 Raumdimensionen scheint jedenfalls favorisiert zu sein, wenn es um die Vereinheitlichung von RT und QT geht. (und macht entsprechend überprüfbare Aussagen)
http://www.weltderphysik.de/de/938.php

Grüße

AW: Zugvögel und Quantenphysik
 

..wie bereits oben genannt. Die Vorhersage ist: Es existieren neben den bekannten 3 Raumdimensionen noch weitere (Raum-)Dimensionen. Da wir diese noch nicht bemerkt haben, können sie nur im kleinen Maßstab "eingewickelt" sein und müssten sich entdecken lassen, wenn man diese entsprechend kleinen Maßstäbe mit bestimmten Methoden untersucht. (wie ebenfalls bereits gesagt: die (übliche) Untersuchung mit "Instrumenten auf Photonenbasis" scheidet zur Untersuchung dieser Dimensionen grundsätzlich aus)

(Analog gilt sowas ähnliches ja auch für die ART. Diese sagt ja z.B. auch voraus, das Gravitationswellen existieren. Gemessen hat man hier auf der Erde noch keine, da man anscheinend immer noch nur über 'viel zu grobe' Instrumente verfügt)

Grüße

AW: Zugvögel und Quantenphysik
 

Es ist wohl sehr schwierig, etwas über die Berechtigung einer Theorie zu sagen deren Hauptvorhersagen im derzeit unbeobachtbaren hochenergetischen Bereich liegen (auch der LHC ist nur ein Mückenfurz dagegen). Ich halte die Beschäftigung mit Stringtheorien aber dennoch alles andere für Zeitverschwendung. Erstens gibt es Stringmodelle die auch im Bereich des LHC's etwas vorhersagen und immerhin soetwas wie eine Richtung (in Anbetracht der unzähligen Varianten von Stringtheorien) aufzeigen könnten. Was immer man im LHC entdecken wird (selbst wenn man nichts entdecken würde), man wird danach unzählige Theorien falsifizieren können. Und zweitens werden durch die Erforschung von Stringtheorien auch neue mathematische Methoden entwickelt, die vielleicht auch in ganz anderen Bereichen, fernab von Stringtheorien, als "Werkzeuge" zum Einsatz kommen könnten.
Eine Diskussion über aufgewickelte-, verdrillte-, mikro- oder makroskopische-, 6-, 11- oder 26 Dimensionen usw. in Worten (also in der Bildsprache) halte ich nicht für hilfreich, geschweige denn für sinnvoll. Sich mehr als 3-dimensionale Räume vorzustellen sprengt den normalen Menschenverstand. Man kann sich sicher geometrische Projektionen höherdimensionaler Räume vorstellen welche auf 2 oder 3 Dimensionen "zurechtgestuzt" wurden. Aber das Bild das dann entsteht führt nur zum Irrglauben, dass auf dieser zurechtgestutzen Ebene, mit Bildern und Vergleichen aus dem 3-D Raum weitergearbeitet werden kann oder darf. Es wird sicher einzelne einfache Fälle geben, in denen das funktioniert. Aber in Fällen wie der Stringtheorie ist die einzige Sprache die zu einer Erkenntnis führen kann (wenn überhaupt) die Mathematik. Und damit sollten sich nur Leute ausseinandersetzen, welche diese Mathematik im Detail verstehen. Diese Leute sind dann auch die einzigen die uns normalsterblichen ihre Bildsprache vermitteln können (wenn dies überhaupt möglich ist). Man setzt ja auch keinen Busfahrer an das Steuer eines Spaceshuttels.:rolleyes: