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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben. |
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#11
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
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http://iopscience.iop.org/article/10...30/15/3/033018
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... , can you multiply triplets? |
#12
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Ich habe den Artikel überflogen und auch noch andere Hinweise zu dem Gedankenexperiment von Feynman gefunden. Dort geht es allerdings um den berühmten Doppelspalt Versuch jedoch auch um die Beantwortung der Frage welchen Weg das Elektron zwischen Doppelspalt und Detektorschirm nimmt. Stellt man dies mit einem kleinen Detektor fest verschwindet das Interferenzmuster auf dem Schirm.
Wenn man also das obige Gedankenexperiment von Heisenberg durch das Muster des Doppelspaltexperimentes interpretiert erhält man die entgegengesetzten Teile der Materiewelle als entgegengesetzte Vektoren der Wahrscheinlichkeitswellen die sich auslöschen Zitatat aus http://www.joergresag.privat.t-onlin...htm/chap53.htm + + + schnipp + + + Dort, wo überhaupt keine Elektronen auftreffen, sind die beiden Amplitudenpfeile ψ1 und ψ2 entgegengesetzt zueinander orientiert, sodass ihre Summe einen Pfeil der Länge Null ergibt − die Wahrscheinlichkeit für einen Elektronentreffer ist dann ebenfalls Null. Im Experiment mit den Wasserwellen sind dies die Stellen, wo immer ein Wellenberg des einen Lochs auf ein Wellental des anderen Lochs trifft, sodass sich die beiden Einzelwellen dort gegenseitig neutralisieren. An den Stellen, wo die meisten Elektronen auftreffen, sind die beiden Amplitudenpfeile dagegen parallel zueinander ausgerichtet, was einen optimal langen Summenpfeil ergibt. Entsprechend groß ist dessen quadrierte Pfeillänge und damit die Trefferwahrscheinlichkeit für die Elektronen. + + + schnipp+ + + |
#13
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Ich war zuvor auf dieser Seite gelandet:
http://www.d1heidorn.homepage.t-onli...spalt_2013.pdf Das hatte ich nicht verlinkt, weil ich nicht allzu viel davon verstehe und somit nicht beurteilen kann, wieviel Privatphysik da drin steckt.
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#14
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Zitat:
Zitat:
Zitat:
Ich würde daher auch davon ausgehen, dass der Apparat nur in einer gewissen Richtung aufgebaut ist und somit in einer bestimmten Richtung zu destruktiver Interferenz führt. Die Wahrscheinlichkeitswellen werden dort ausgelöscht, somit kann das Elektron nicht in diese Richtung ausgesandt werden. Wenn ich meinen Apparat also nördlich des Atoms aufbaue, so kann ich das Elektron nie hinter dem Apparat finden, also kann es auch nicht in diese Richtung abgegeben werden. Wenn ich den Versuch jetzt immer wiederholen würde, mit dem gleichen Versuchsaufbau, so würde keines der Radiumatome sein Elektron nach dem Zerfall in nördliche Richtung aussenden, da dort der Apparat zur Auslöschung führt, somit würde es dort nie detektiert werden und man könnte die Auslöschung durch Interferenz experimentell beweisen. Würde es "Bestimmungsstücke" geben, mit denen man vor dem Zerfall Aussagen über den Weg des Elektrons machen könnte, so würde keine Wahrscheinlichkeitswelle ausgesandt werden und das Elektron würde seinen Wellencharakter verlieren. Somit würde keine Auslöschung entstehen und das Elektron könnte auch noch hinter dem Apparat detektiert werden. Man muss auch im Hinterkopf haben, dass es diesen Apparat damals nicht gegeben haben muss, da es ein Gedankenexperiment ist. Gibt es denn heutzutage solche Apparate, die die Wellen eines Elektrons zur destruktiven Interferenz bringen können? Den Vergleich zum "Delayed Choice Quantum Eraser Experiment" verstehe ich nicht so ganz. Hier wird doch ein Teilchen aufgespalten und in zwei verschränkte Teilchen aufgetrennt. Die Besonderheit des Experimentes ist es doch, dass das eine verschränkte Teil auf einem Detektor aufschlägt und noch gar nicht wissen kann ob es Interferenz bilden soll oder nicht, es jedoch nach Auswertung des Experiments immer das gleiche Tat wie seine Partnerteilchen, also Interferenz bilden oder eben nicht. Außergewöhnlich daran ist doch, dass das erste Teilchen scheinbar selbst nach einer Wechselwirkung mit der makroskopischen Welt noch in einer Art Überlagerungszustand ist, das Elektron in dem von Heisenberg beschriebenen Experiment jedoch nicht. Oder verstehe ich nicht ganz worauf du hinaus wolltest bzw sehe einen Zusammenhang nicht? Ge?ndert von Niklas (11.01.19 um 23:35 Uhr) |
#15
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Zitat:
Macht aber eigentlich nix, da man das Gedankenexperiment auch auf andere Bereiche übertragen kann. Hier nochmal das ganze Kapitel 10, Quantenmechanik und Kantsche Philosophie (1930-1932), beginnend im unteren Drittel des Textes: https://books.google.de/books?id=Sgs...etzten&f=false
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... , can you multiply triplets? Ge?ndert von soon (12.01.19 um 08:49 Uhr) |
#16
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Es handelt sich dabei um eine seriöse Auseinandersetzung mit eher unorthodoxen Ansichten.
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Freundliche Grüße, B. |
#17
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Evtl. hilft es, die Argumentation aus moderner Sicht zu verstehen.
Tatsache ist, dass damals nur Wahrscheinlichkeitsaussagen gemacht wurden und dass dies in der Community um Bohr eher ein Dogma war. Man wehrte sich nicht nur sachlich gegen andere Ansichten (Einstein, ...) sondern man forderte eher schon einen Glauben an dieses Dogma ein. Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job of interpreting quantum theory was done 50 years ago. (Gell-Mann) Hermann fordert ein, dass die Physiker diese Situation des scheinbaren Verlustes an Kausalität nicht als Faktum sondern als Aufgabe begreifen sollen. Heisenberg entgegnet ihr, man halte diese Kenntniss für vollständig und die Natur teile einem dies mit. Hermanns Position ist zumindest konstruktiv. Heisenbergs erstes Statement entspricht Bohrs Dogma, letzteres war und ist objektiv falsch! Zu dieser Zeit hatte die Natur den Physikern noch herzlich wenig mitgeteilt, was auch an Bohrs Interdictum lag, sich damit zu befassen. Erst später begannen kritische Geister sich mit den theoretischen Grundlagen und experimentellen Konsequenzen zu befassen (Bohm, Everett, Bell, ...). Daraus resultierte erstens der Versuch, die Kausalität zu retten - was bei Bohm und Everett in gewisser Weise gelingt - und zweitens die bis heute andauernden Anstrengungen, die Bestimmungslücke genauer zu verstehen. Aus heutiger Sicht würde man mittels verborgender Variablen argumentieren. Bell zeigte 1964 für bestimmte Situation die theoretischen Konsequenzen verborgender Variablen auf, insbs. als Antwort auf Einstein, Podolsky und Rosen (1935). Ab den Sechzigern wurden dann auch diesbzgl. Experimente durchgeführt, aus denen die Widerlegung der Existenz der Bestimmungslücke für eine große Klasse von Experimenten folgt, bzw. die weitreichende Einschränkungen für die prinzipielle Möglichkeit einer Bestimmungslücke nach sich ziehen (die Schlupflöcher). https://de.m.wikipedia.org/wiki/Bell...Untersuchungen Sämtliche spätere Bestrebungen, dieses Thema tatsächlich als naturwissenschaftliche Aufgabe zu begreifen und das Wesen der Bestimmungslücke zu verstehen fanden trotz - nicht wegen - der Kopenhagener Schule statt (zu Weizsäcker kann ich diesbzgl. nichts sagen). Die damals einzige „zulässige“ Interpretation der Quantenmechanik war nie an tieferem Verständnis orientiert, sondern am pragmatischen Fortschrittsdenken. Siehe dazu auch das Kap. 8 - Atomphysik und pragmatische Denkweise (1929) in dem Heisenbergs Erleichterung zu spüren ist, dass ihm in den USA keine derartigen Fragen gestellt werden und man mit dem Status Quo zufrieden war, solange er funktionierte. Ich halte den Diskurs zwischen Physik und Philosophie in dieser Zeit im wesentlichen für eine Offenbarung des wenig kritischen Geistes in der Physik sowie für die Veranschaulichung eines naives Physik- und Metaphysikbild der Philosophie. EDIT: Andersherum ist die Haltung vieler Physiker rein emotional verständlich. Man ist jahrzehntelang in einem mechanistischen Weltbild gefangen, in dem man sich - zusammen mit der Philosophie - schön eingerichtet hat. Leider gelingt es innerhalb dieses Kontextes nicht, wesentliche Phänomene zu verstehen; einige Bereiche der theoretischen Physik stehen vor ihrem jahrzehntelangen Scheitern. Da gelingt einer kleinen Gruppe junger Wissenschaftler durch einen radikalen Bruch - und gegen den Widerstand älterer Kollegen und „deutscher Physiker“ - innerhalb weniger Jahre eine unglaublichen Revolution. Man beachte: Heisenbergs erste Arbeiten stammen aus 1925, die QM war formal abgeschlossen mit Dirac 1926 und insbs. von Neumanns Mathematical Foundations of Quantum Mechanics 1932. 1927 arbeitet Dirac an seiner berühmten Gleichung zur relativistischen QM und ersten Ansätzen zur QED. 1932 publiziert Fermi zur QED, 1933 zum Neutrino und zur Theorie des β-Zerfalls. In diese produktive Phase hinein kommen nun „kritische Fragen“ zu dieser neuen Theorie, die natürlich auch und insbesondere reaktionär aufgefasst werden. Und derartige Fragen kommen nun auch noch von Philosophen, die naturgemäß nicht mal ansatzweise verstanden hatten - und in vielen Fällen bis heute nicht verstehen - um was es im Kern überhaupt geht. Insofern empfinde ich die Diskussion, so wie sie von Heisenberg nachgezeichnet wird, sogar noch für sehr sachlich und geduldig ;-)
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. Ge?ndert von TomS (12.01.19 um 12:11 Uhr) |
#18
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
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Zitat aus dem verlinkten Artikel von Spektrum: "Ein monoenergetischer Neutronenstrahl wird mit einem ersten Strahlteiler aufgeteilt. Die Dichte des Strahls ist dabei so gering, dass sich im Mittel nur ein Neutron im Interferometer befindet." Der Strahlteiler wäre bei Photonen ein halbdurchlässiger Spiegel. Wenn die Intensität des Strahls so gedimmt wird, dass jeweils nur ein Teilchen die Apparatur durch läuft, sind die nicht paarweise verschränkt, sondern durchlaufen die Apparatur entweder durch den Pfad ACD1 oder durch ABD2 Zitat: "Steht der Strahlteiler E nicht im Strahlengang, so messen beide Detektoren unabhängig von α den Wert 50% für die relative Zählrate, da in diesem Fall keine Interferenz der beiden Teilstrahlen stattfinden kann." Man weiss also nicht, welchen Pfad das Neutron nehmen wird, bevor es nicht auf einen Detektor trifft. Dann aber weiß man es. Will man nun den Weg bestimmen, den das Neutron nimmt bevor es detektiert wird, so schiebt man den Strahlteiler E ein und stellt dann Interferenzmuster fest Zitat: "Der Strahlteiler E kann entsprechend dem Wunsch des Beobachters während des Experiments herausgenommen oder in den Strahlengang hineingestellt werden. Befindet sich der Strahlteiler E im Strahlengang, so läßt sich durch Variation des Phasenwinkels α Interferenz der beiden Teilstrahlen beobachten." Will ich also durch den Phasenschieber F und den Strahlteiler E bestimmen welchen Weg die Teilchen nehmen, bevor sie die Detektoren treffen, erhalte ich ein Interferenzmuster abhängig von der Phase alpha mit den entsprechenden Auslöschungen und Verstärkungen. Wie hängt dies mit dem Gedankenexperiment von Heisenberg zusammen? Der Strahlteiler A tritt an Stelle des Radiumatoms. Und nun hab ich die Situation, falls ich das Neutron als eine Materiewelle auffasse, Teilwellen in verschiedene Richtungen, zu betrachten und Bestimmungsstücke für eine bestimmte Richtung zu finden. Und stelle durch die Interferenz fest, dass auch ein einzelnes Teichen beide möglichen Wege nimmt. Zitat: "In der quantenmechanischen Behandlung des Problems muß die Wellenfunktion des Neutrons als Überlagerung der beiden möglichen Wege angesetzt werden." |
#19
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Zitat:
Wenn jeweils nur ein Elektron den Doppelspalt passiert und dennoch Interferenzmuster enstehen, kann man es so deuten, dass es 'irgendwie' beide Wege durch den Doppelspalt nimmt, solange man nicht einen auszeichnen will. Dies wird auch in der 'Muthsam-Simulation 'deutlich. |
#20
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AW: Gedankenexperiment Heisenberg
Zitat:
Für el.-mag. Wellen ist die Interferenz nicht das Problem, jedoch das Auftreten einzelner Punkte auf dem Schirm. Für klassische Punktteilchen sind die Punkte auf dem Schirm nicht das Problem, jedoch die Interferenz. Daher folgert man, dass Photonen weder klassisches Teilchen noch Welle sind, sondern fundamental nicht-klassisch. Die „beiden Wege“ - letztlich unendlich viele Wege - werden im Pfadintegralformalismus explizit berechnet. Ein Einstieg ist Feynmans QED-Büchlein.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Stichworte |
betazerfall radium, materiewellen, vollständige kenntnis |
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