Doppelspalt & Aharonov–Bohm Effect
 

Leider (viel) zu komplex für mich, aber könnte man mit einer geeigneten experimentellen Anordnung nicht nur das Elektron „am Schirm“ messen (den Ort) sondern auch, ob das Elektron durch den linken/rechten Spalt gegangen ist?

Aharonov–Bohm Effect & welcher Weg-Information….

Wenn ja - Wurde das schon gemacht? Jemand was darüber gelesen?

Gruß
EvB

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Da braucht man nichts drüber zu lesen: wenn du die Versuchsanordnung so änderst, dass der Spalt, durch den das Elektron ging, detektiert wird, dann gibt es kein Interferenzmuster, also keinen "Aharanov-Bohm Effekt" mehr.

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Danke Hawkwind – Ich hatte den Aharonov–Bohm Effect so verstanden, dass er einen messbaren Effekt auf ein Elektron hat und zwar abhängig davon, ob es „links“ oder „rechts“ am Zylinder (WIKI-Abbildung) – nach dem Spalt vorbei kommt.

Das besondere hier – im Vergleich zu allen mir sonst bekannten „Tricks“ um den Weg eines Elektrons zu messen - ist hier nur ein „Potential“ am Werken. Die Wirkung ist sehr abstrakt für mich.

Ich gehe, zwar davon aus, dass jegliche (auch retrospektive*) „Weg“-Information das Interferenzmuster stört. Das ist experimentell durchgekaut – aber diese Art von Wirkung? – die keine klassische Wechselwirkung mit (ggf. imaginären) Teilchen oder 50% Prozent Wechselwirkung etc. … benötigt…

*und ich meine hier explizit einen Versuchsaufbau, bei dem der Einfluss des Potentials auf das Elektron nach dem Spalt (nach dem Zylinder) am „Schirm“ gemessen wird.

Gruß
EvB

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Aber das Elektron bei Aharanov-Bohm geht ja nicht rechts ODER links durch den Spalt: es ist ja in einer Superposition, d.h. es nimmt beide Wege zugleich. So ist halt die Quantenmechanik.
Wenn dem nicht so wäre, dann gäbe es kein Interferenzmuster.
Oder habe ich da was falsch verstanden?

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Bin mir nicht sicher, ob dieses Aussage alles erfasst. Es wurden viele Experimente durchgeführt um dieser Frage nachzugehen.

EDIT: Aber ich denke ich verstehe was du sagen möchtest. Das Elektron weist die " Summe beider Wege " auf. Die Wirkung des Potentials die ist Summe beider Wege. Aber auch dass ist eine Information die ich so nicht herausgelesen hatte. Das gezeigte Experiment ist dann auch so zu verstehen, dass es wiederum belegt, dass das Elektron durch beide Spalte gleichmäßig geht.
Bisher kannte ich nur die Interferenz als Beleg dafür. Dieses hier ist ein weiteres davon unabhängiges Experiment, wenn man so möchte.

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Aus dem von dir verlinkten Wiki-Artikel
"Die Superposition der Wellenfunktionen hinter dem Zylinder ergibt ein Interferenzmuster."

Hier liegt ebenfalls eine Interferenz vor; man beobachtet ja ein Interferenzmuster.

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Mir geht es ja um die Messung einzelner Elektronen – nicht Elektronenstrahl.

Ein Elektron – Doppelspalt – „Zylinder“ – Detektor.

Im WIKI-Artikel wird nur der Ort des Elektrons gemessen. Ohne Welcher-Weg-Information.

Aber würde ich über eine Messung den Weg rekonstruieren können, dann entsteht doch kein Interferenzmuster.

Meine Frage war, ob man am einzelnen Elektron die Wirkung des Potentials am "Schirm" messen kann.

Ob man theoretisch einen Wert am Elektron am Detektor bestimmen könnte, über den man theoretisch ablesen könnte, dass das Elektron den linken oder rechten Spalt genommen hat.

Also nur theoretisch. Würde das Elektron „nur“ den linken Spalt nehmen, dann Messe ich neben den Ort auch eine „Verschiebung x“ und wenn nicht (also den rechten Spalt), dann Messe ich „y“ + den Ort.

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Auch in 1-Elektron-Versuchen gibt es Interferenz: die Wellenfunktion des Elektrons interferiert mit sich selbst. Diese würdest du zerstören durch eine Messung an den Spalten.
Mehr dazu z.B. hier https://www.mpg.de/4981741/Quantenphysik_am_Limit

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Dir ist der Quantenradierer sicher ein Begriff. Das Video von Prof. Josef M. Gaßner zum Thema habe ich ja schon einmal verlinkt.

M. Gaßner - Quantenradierer

Man muss nicht am Spalt messen - das geht auch retrospektiv. Entscheident ist die "Welcher-Weg-Information". Egal zu welchem Zeitpunkt ich erfahre, welchen Weg das Elektron genommen hat - verliert das Elektron seinen Wellenchrakter.

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Wheelers Version des anthropischen Prinzips besagt ja sogar, dass das komplette Universum in einem undefinierten Superpositions-Zustand war bis die 1. Menschen "drauf geblickt" haben: erst dadurch hat sich sein Zustand samt seiner Historie "kristallisiert": https://de.wikipedia.org/wiki/Anthro...hibald_Wheeler

Die Quantentheorie ist schon höchst verrückt. :)

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https://de.wikipedia.org/wiki/Anthro...hibald_Wheeler
Mit einer kleinen Zusatzangabe ist das gar nicht mehr so verrückt, finde ich:

Der Physiker misst nicht die Welt, sondern sich selber.

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Seit Wigner’s friend wissen wir, dass das so einfach nicht geht

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Die Frage, ob über den Aharonov–Bohm Effect sich retrospektiv eine Welcher-Weg-Information heraus lesen lässt, muss ich dann mal als unbeantwortet abschließen. Es sicher auch eine nicht einfach zu beantwortende Frage.

Dass die QM uns seltsam erscheint, ist hingegen unstrittig. :)

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Schade, ich dachte, sie beantwortet zu haben: das Elektron interferiert beim Aharonov-Bohm-Effekt - es nimmt also beide Wege zugleich. Die Antwort ist "nein".

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Aber bei diesem Experiment wurde auch keine "Welcher-Weg-Information" herausgelesen? Es war noch nicht einmal der Versuch da, diese Information zu erhalten. Klar ist, wenn die Information fehlt, dann gibt es immer Interferenz.

Man könnte (das war die Frage) das Experiement vielleicht so auf-ausbauen, dass neben der Information (Ort) auch die Information "Weg" gelesen werden könnte?

Das Interfrenzmusster sieht ja "anders" aus als "normal". Irgendeine Information sollte doch dann im Muster "im einzelen Elektron" stecken?

Ich spreche hier nicht von einem "einfachen" Experiment sondern von einem der dem "Quantenradierer" ähnlich ist.

Stell es dir doch einfach so vor (ich denke die Formulierung kann sogar als korrekt duchgehen):

Das Elektron wird erst bei der Messung zum Elektron, deshalb gibt es keinen Weg des Elektrons.

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Im Bereich "Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest." würde ich diese Art von Erklärungen nicht diskutieren wollen.

Ich diskutiere sowas zwar sehr gerne :)– aber nicht hier.

Würde z.B. der Spin geändert (was hier nicht der Fall ist) dann könnte ich am Spin erkennen, dass es „links“ oder „rechts“ durch ist. Müsste vorher das Elektron ggf. mit einem zweiten verschränken, dieses dann Messen um auf das andere zu schließen… Da gibt es verschiedene Komplexe aufbauten…

Aber offenbar kann man den Weg des Elektrons nur durch eine „Ortsmessung“ bestimmen?

Was ich meine, ist vergleichbar mit…Der linke Spalt färbt* das Elektron „Weiß“ der Rechte „Schwarz“ – alles was wir dann am Schirm messen können ist offenbar ein graues Elektron? Muss es so sein?

Auch diese Erkenntnis (Bestätigung) wäre eine Erkenntnis.

*das Elektron erfährt eine „Wegabhängige-Veränderung“.

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Bin mir bei nachfolgendem überhaupt nicht sicher - aber…
in der VWI würde man ggf. doch nur weiße oder schwarze Elektronen erwarten, da sich doch hier nur die Zweige trennen – das Elektron im einen Zweig den einen Spalt und im Anderen den Anderen?

Also wie sähe es theoretisch aus, wenn man das Elektron am Spalt (ohne Wechselwirkung) anfärben (weiß bzw. schwarz) könnte?

In der "klassischen QM" wäre es grau am Schirm? und in der VWI? Entweder oder?

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Diese Aufspaltung der Zweige erfolgt in der VWI erst dann, wenn du den Ort (d.h. hier den Spalt) per Messung bestimmst. In den Vorhersagen für Beobachtungen unterscheiden sich VWI und Kopenhagen ja nicht. Ohne Bestimmung des Spaltes siehst du auch im Kontext der VWI ein Interferenzmuster; ansonsten wäre die VWI per Beobachtung widerlegt.

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Die Frage "welcher Weg des Elektrons ?" in der Quantenmechanik entspricht - in gewisser Weise - der Frage nach dem "Äther" in der Relativitätstheorie.

Ein beharrliches Wiederholen der Frage bringt gar nichts.

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Die Bezeichnung „Welcher-Weg-Information“ ist eine allgemein anerkannte Formulierung.

Mir dabei zu unterstellen, dass ich dann auch davon ausgehe, dass das Elektron einen der beiden Wege geht ist absurd. Die experimentellen Aufbauten sind nun mal so ausgelegt, dass man versucht (ggf. "ohne Messung") auf den „Weg“ zu schließen.
Ich persönlich finde die „klassische Beschreibung“ über Pfadintegrale sehr anschaulich..

http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/tag/pfadintegral/

Und ist die Basis / das Fundament meiner Überlegungen. Auch wenn man es Ihnen nicht ansieht, weil a – ich diese nicht ausreichend verstanden habe oder b – ich falsch kommuniziere.