frage zum buch schrödingers katze : warum zerstören sich photonen nicht gegenseitig

[Gandalf]

Hi!

Weil ich Dich als "Zuhörer" mit diesen Petitessen aber nicht langweilen möchte, schlage ich vor, beim Thema zu bleiben.

Kein Problem. Aber ich muss mich beim zuhören darauf einstellen können, bei welchem Thema wir sind, um dem gerecht zu werden, was Du sagst. Wäre nett, wenn Du mich darüber aufklären könntest: Thematisieren wir hier Quantenphysik oder Optik?

Meistens aber doch, dann nehme ich nämlich bewußt eine 'gewisse Unschärfe' in Kauf. Einfach so ..., quasi naturgesetzlich

naja, da liegt schon wieder die Saat für Missverständnisse bereit: Das populärwissenschaftliche "Unschärfeprinzip" ist eigentlich ein naturgesetzmäßiges 'Unbestimmtheitsprinzip'.

Viele Grüße

[quick]

Hallo Gandalf,

Zitat von Gandalf

Wäre nett, wenn Du mich darüber aufklären könntest: Thematisieren wir hier Quantenphysik oder Optik?

Vielleicht hast Du es noch nicht bemerkt: Die Quantenphysik hier ist eine Frage der (persönlichen) 'Optik'.

Ich bringe Grüße von meinen "Lieblingsbäumen" und Du erzählst Holzhackergeschichten vom "Wald"..., -netter geht's nicht!

Zitat von Gandalf

Das populärwissenschaftliche "Unschärfeprinzip" ist eigentlich ein naturgesetzmäßiges 'Unbestimmtheitsprinzip'.

Danke, Gandalf! Auf einen kürzeren Nenner kann man es kaum bringen.
...eigentlich? -Eigentlich = doch, oder doch nicht, genaugenommen, im Grunde -was eigentlich?

Wenn ich etwas nicht mit Bestimmtheit sagen kann, bleibt die Aussage unscharf. Die Ursache der Unbestimmtheit kann wiederum in einer Unschärfe begründet sein, z.B. im schlechten Erinnerungsvermögen. Ich muß akzeptieren, die beabsichtigte Wirkung nicht erzielen zu können...
Heisenberg hat offensichtlich eine praktische Lebenserfahrung in den Quantenbereich übertragen.

mfg
quick

[Gandalf]

Hi quick!

Vielleicht hast Du es noch nicht bemerkt: Die Quantenphysik hier ist eine Frage der (persönlichen) 'Optik'.

Nein, - das stimmt doch überhaupt nicht!
Es gibt durchaus diskussionwürdige Meinungsverschiedenheiten darüber, wie die QT und die Versuchsergebnisse aus den Experimenten zu 'interpretieren' sind.

ABER:
Die QT selber und die durchführbaren Experimente hierzu, sind die am Besten bestätigten, die "wir" kennen. Da Du jedoch andere Aussagen zu diesen Experimenten machst, die mir 'so' nicht bekannt sind, bzw. diese in einem anderen Kontext bringst, zu dem sie abliefen, muss es doch einfach mal in einem Forum mit wissenschaftlichem Anspruch erlaubt sein, genauer nachzufragen, ob "wir" über das gleiche Sachthema sprechen, bzw. ob einer von uns einem Mißverständnis unterliegt?

Wie gesagt: Ich bin von Deiner (von Dir selbst zunächst bestätigten) Aussage ausgegangen, das Du beim Doppelsspaltversuch mit wechselnden offenen Spalten von 'einzelnen' Photonen' gesprochen hast. Daraufhin (erst dann! - lies nach!) habe ich dieser Aussage widersprochen:

Es kann nur das Interferrenzmuster vom Einfachspalt entstehen, jedoch überlagert vom Muster des zweiten Spalts.

.. und die Aussage "es kann nur ... " ist für mein dafürhalten 'bei einzelnen Photonen' (und nicht bei Deinen Experimenten mit Laserlicht) falsch und verwirrt andere, die hier nur mitlesen!
(und steht auch im Widerspruch zu 'wiki, das "wir Beide" offensichtlich als zulässige Quelle in diesem Kontext anerkennen

"Versucht man, durch eine beliebige Apparatur (z.B. das Abdecken eines Spaltes) herauszufinden, welchen Weg ein bestimmtes Teilchen genommen hat (durch Spalt 1 oder Spalt 2), verschwindet das Interferenzmuster. Dieses Phänomen wird in der Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik durch den sog. Kollaps der Wellenfunktion erklärt. Das bedeutet, dass das System bei Interferenz in einer Überlagerung der beiden möglichen Wege ist, während eine Messung des tatsächlichen Weges dazu führt, dass auch nur noch dieser "benutzt" wird."

(Das auch bei "scheunentorgroßen" Spalten Beugungsmuster auftreten können stelle ich nicht (bzw. wiki) in Frage, - ist aber regelmäßig nicht Teil der (mir) bekannten Beschreibung des Doppelspaltexperimentes, bei denen mehr oder weniger regelm. stillschweigend vorausgesetzt wird, dass man diese "Grob-Effekte" von vorneherein ausgeschlossen hat, um die Aussage aus dem experimentellen Ergebnis nicht zu verkomplizieren. (So zumindest hatte ich es bislang aufgefasst))

Könntest Du also hier eine 'sachliche Begründung' anführen, über (D)eine Behauptung, die geeignet erscheint ein wesentliches Experiment zur QT und damit die gesamte QT (bzw. das was 'ich' darüber weis) in Frage zu stellen? Zudem hast Du eine Formulierung mit Absolutheitsanspruch ("es kann nur..") gewählt, die profundes Hintergrundwissen impliziert, an dem ich gerne Teilhabe hätte.

Wo ist das Problem?

Auf einen kürzeren Nenner kann man es kaum bringen.
...eigentlich? -Eigentlich = doch, oder doch nicht, genaugenommen, im Grunde -was eigentlich?

... schon, das Du diese Ironie verstanden hast.

Viele Grüße

[quick]

Hallo Gandalf,

Zitat von Gandalf

Nein, - das stimmt doch überhaupt nicht!
Es gibt durchaus diskussionwürdige Meinungsverschiedenheiten darüber, wie die QT und die Versuchsergebnisse aus den Experimenten zu 'interpretieren' sind.

Selbstverständlich hast Du recht, lieber Gandalf! Bei dieser Formulierung hat mir wohl der 'Schalk im Nacken' souffliert.

Zitat von Gandalf

Die QT selber und die durchführbaren Experimente hierzu, sind die am Besten bestätigten, die "wir" kennen. Da Du jedoch andere Aussagen zu diesen Experimenten machst, die mir 'so' nicht bekannt sind, ...

Meine 'physikalischen' Aussagen bezogen sich ausschließlich auf das Bild der Interferenzerscheinungen am Einfach- und (teilweise/abwechselnd abgedeckten) Doppel-Spalt. Weil Dir dies 'so' nicht bekannt war, hast Du mir hier

Zitat von quick

Es kann nur das Interferrenzmuster vom Einfachspalt entstehen, jedoch überlagert vom Muster des zweiten Spalts.

glatt widersprochen.
Und nur darum geht es! Wenn wir uns über Versuchsergebnisse nicht einig sein können, brauchen wir über die Interpretation garnicht erst zu reden.

Zitat von Gandalf

.. und die Aussage "es kann nur ... " ist für mein dafürhalten 'bei einzelnen Photonen' (und nicht bei Deinen Experimenten mit Laserlicht) falsch und verwirrt andere, die hier nur mitlesen!

Das ist der 'springende Punkt', -für Dein Dafürhalten!
(Ich hoffe, wir sind uns darüber einig, dass Interferenzerscheinungen nicht bei/mit einem einzelnen Photon sichtbar werden).

Dir (und allgemein) ist bekannt, dass die Doppelspaltexperimente sowohl mit Laserlicht als auch mit einzelnen Photonen die gleichen Ergebnisse zeigen: Interferenzmuster.

Dir ist auch bekannt, dass beim Einfachspalt mit Laserlicht ein 'Beugungsmuster' entseht. Meistens wird dies nicht als Interferenzmuster gedeutet. Der tiefere Grund zur namentlichen Unterscheidung entzieht sich meiner Kenntnis, hat m.E. aber höchsten didaktischen Wert.

'So':Was passiert nun mit einzelnen Photonen am Einfachspalt (=abwechselnd geschlossenen am Doppelspalt)? Hier scheiden sich unsere Geister.
Du zitierst hierzu unsere (geliebte/beliebte) Wikipedia

Zitat von Gandalf

"Versucht man, durch eine beliebige Apparatur (z.B. das Abdecken eines Spaltes) herauszufinden, welchen Weg ein bestimmtes Teilchen genommen hat (durch Spalt 1 oder Spalt 2), verschwindet das Interferenzmuster....

Exkurs: Werfen wir doch mal kurz einen Blick in den Gerichtssaal.
..."Halt, Einspruch Euer Ehren! -Wohin soll es (das Interferenzmuster aus vielen Photonen) verschwinden? In was verwandelt es sich?"
Gandalf, der Große Zauberer mit seinem Buch Wikipedia deutet nach Kopenhagen und sagt:"Wenn dem Photon die Kollaboration mit dem Doppelspalt gekündigt wird, ist es von seinen Verpflichtungen befreit." Unter den anwesenden, sich bisher mustergültig verhaltenden Photonen bricht Jubel aus.
In diesem Moment kollabiert die Fönwelle des Richters...
Danach sieht man, wie einzelne Photonen nachdenklich die einzige Pforte des Gerichtsgebäudes verlassen. Zu früh gefreut...?

*gähn*-Verzeihung!

Zitat von Gandalf

Das auch bei "scheunentorgroßen" Spalten Beugungsmuster auftreten können stelle ich nicht (bzw. wiki) in Frage,..

Ich bitte aber darum, dass Du es in Frage stellst. Diese Art von Spalten stand bei mir nie zur Debatte.

Zitat von Gandalf

Könntest Du also hier eine 'sachliche Begründung' anführen, über (D)eine Behauptung, die geeignet erscheint ein wesentliches Experiment zur QT und damit die gesamte QT (bzw. das was 'ich' darüber weis) in Frage zu stellen?

Zunächst, ich gehe nicht davon aus, dass meine "Behauptung" die QT in Frage stellt. Ganz im Gegenteil sogar.
Ich habe mir die Mühe gemacht, im Internet eine Zusammenfassung zu finden, die m.E. korrekt ist (und meine Auffassung unterstützt). Bitte lies diese eine Seite genau, dann wirst Du verstehen...

http://www.pctheory.uni-ulm.de/didac.../DpSpaltF.html

Zitat von Gandalf

Wo ist das Problem?

Ich vermute, es hat sich in Deiner Welt versteckt.

mfg
quick

[Gandalf]

Hi Quick!

Ich vermute, es hat sich in Deiner Welt versteckt.

Was zu belegen wäre. Die von Dir im folgenden angeführte Seite widerlegt jedoch Deine (ursprüngliche) Aussagen zu den "einzelnen Teilchen" und nicht meine:

http://www.pctheory.uni-ulm.de/didac.../DpSpaltF.html
(gut gemachte Seite, die wir durchaus auch als Basis nehmen können, wenn Dir das lieber ist!?)

bis Pkt. 8.12. wird ja die "klassische Anschaung" sehr schön animiert dargestellt. Deine Aussage: Es kann nur das Interferrenzmuster vom Einfachspalt entstehen, jedoch überlagert vom Muster des zweiten Spalts. geht nur insofern mit Pkt. 8.9. einher, wenn man einen 'weiten Spalt' wählt (.. der im Prinzip durchaus so groß wie ein Scheunentor sein kann). Bei einem engen Spalt (der regel. beim Doppelspaltex. so gewählt wird) sieht es anders aus --->'Kein interferenzmuster'
"Das Interferenzmuster verschwindet, wir erhalten ein reines Beugungsbild."
(analog wiki)

Zu den erwähnten Effekten einzelner Photonen/Elektronen wird leider nur am Schluss und sehr wenig ausgesagt
Pkt. 8.14 (aber leider ohne Animation):
Höchst paradox ist auch die Tatsache, dass die Interferenzstreifen auch dann entstehen, wenn zu jedem Zeitpunkt nur ein einziges Teilchen durch die Anordnung fliegt. (Anmerk.: gemeint ist die Anordnung mit 2 offenen Spalten) Interferiert es dann mit sich selbst? Könnte ein Teilchen gleichzeitig durch beide Spalte laufen? Wäre so ein Mikroobjekt vor seiner Registrierung am Detektor ein klassisches Teilchen, dann müsste es sich für Spalt 1 oder Spalt 2 entscheiden.

Hilfreicher (aber nicht ideal) dazu ist die dann folgende Seite (die sich aber mehr auf die "Unbestimmtheit" bezieht.): http://www.pctheory.uni-ulm.de/didac.../DpSpaltF.html

Wiederum muss ich aber die Frage stellen: Was wolltest Du mir konkret damit belegen?

Das ist der 'springende Punkt', -für Dein Dafürhalten!
(Ich hoffe, wir sind uns darüber einig, dass Interferenzerscheinungen nicht bei/mit einem einzelnen Photon sichtbar werden).

(auch das ist eine in der QT unzulässige Generalisierung)
da ich Deiner Empfehlung gefolgt bin und die Seite "genau gelesen" habe, habe ich das folgende gefunden: Höchst paradox ist auch die Tatsache, dass die Interferenzstreifen auch dann entstehen, wenn zu jedem Zeitpunkt nur ein einziges Teilchen durch die Anordnung fliegt.
---> ergo: es liegt nicht (nur) an der Anzahl der "Teilchen", sondern daran, ob die "Teilchen" mehrere physikalische Optionen haben, einen bestimmten Weg zu wählen!? (und das ist für mich die Aussage, die die QT von einer klassischen Theorie unterscheidet: Man muss immer den Zusammenhang benennen, - was man wie beobachten "will")

oder hattest Du hier etwa wie ursprünglich 'ein einzelnes Photon' am 'einzelnen Spalt' gemeint!? (Was aber widerum gem. Pkt. 8.9. nicht zur 'strittigen Aussage' passt, das "nur ein Interferenzmuster enstehen kann")



Grüße

[rene]

Hi Quick

In einem Satz: Lässt sich der Pfad der Teilchen mittels Detektor zurückverfolgen, selbst wenn sie einzeln (nacheinander) die Doppelspaltanordnung zurücklegen, hebt sich der Interferenzterm auf!

Grüsse, rene

[quick]

Hallo Gandalf,

bekommen wir die 'Kuh' (durchs Scheunentor) bald vom Eis ?

Zitat von Gandalf

Deine Aussage: Es kann nur das Interferrenzmuster vom Einfachspalt entstehen, jedoch überlagert vom Muster des zweiten Spalts. geht nur insofern mit Pkt. 8.9. einher, wenn man einen 'weiten Spalt' wählt (.. der im Prinzip durchaus so groß wie ein Scheunentor sein kann). Bei einem engen Spalt (der regel. beim Doppelspaltex. so gewählt wird) sieht es anders aus --->[B]'Kein interferenzmuster'
[/B

1.)Wie kommst Du nur auf die Idee, man müsse einen Spalt wählen, ".. der im Prinzip durchaus so groß wie ein Scheunentor sein kann?
Bei Scheunentoren gibt es keine Interferenz!

2.)Zitat aus:
chemgapedia
"Beugung und Interferenz sind begriffliche Unterscheidungen für im Grund ein und dasselbe Phänomen: die Überlagerung von Licht, das sich wellenförmig ausbreitet.Betrachtet man eine einzelne Öffnung für sich, so spricht man bevorzugt von Beugung.Möchte man über das Zusammenwirken mehrerer Öffnungen sprechen, benutzt man bevorzugt den Begriff Interferenz."

Du kannst also getrost den Begriff Beugungsbild durch Interferenzmuster ersetzen. Und was erhälst Du dann, wenn Du sagst:

Zitat von Gandalf

"Das Interferenzmuster verschwindet, wir erhalten ein reines Beugungsbild."
(analog wiki)

???

Wenn man einen Doppelspalt (ohne Scheunentor! ) nimmt und einen Spalt abdeckt, hat man einen Einfachspalt. Dieser erzeugt ein Interferenzmuster (von mir aus auch Beugungsmuster genannt). Deckt man stattdessen den anderen Spalt ab, erhält man das gleiche Muster, jedoch (bei parallelem Laserlicht) um den Abstand der beiden Spalte verschoben. (Auf ein und demselben Film wäre diese Verschiebung als solche nicht erkennbar, weil überlagert.)

Einen guten Überblick zum Sachverhalt gibt es im bereits zitierten Link.

Ob man in 1 Milliarde Sekunden je ein Photon durch den Spalt läßt, oder 1 Milliarde Photonen in einer Sekunde, macht keinen prinzipiellen Unterschied.

Sind jetzt sämtliche Klarheiten beseitigt, Gandalf?

mfg
quick

[Gandalf]

Hallo nochmal

1.)Wie kommst Du nur auf die Idee, man müsse einen Spalt wählen, ".. der im Prinzip durchaus so groß wie ein Scheunentor sein kann?
Bei Scheunentoren gibt es keine Interferenz!

a) ich habe an keiner Stelle gesagt "man müsse"!? (im Gegenteil: Ich habe gesagt, diese Annahme, - die auf Deinen Aussagen zur Lichtwellenfrequenz beruhte, macht das Ganze nur unnötig kompliziert und habe daraufhin überspitzt und in "Gänsefüßchen" Scheunentore genannt, auf die man verzichten könne)
b) Jedes Scheunentor hat selbstverständlich einen Rand, an dem Laufzeitunterschiede des Lichtes in Erscheinung treten können. (man braucht sich nur im Sommer in einer Scheune aufzuhalten und die "Grauzonen" am Schattenwurf zu beobachten.
c) es gibt andere Wellen im EM Spektrum, die durchaus die Wellenlänge von "Scheunentoren" haben können und sich somit theoretisch auch für diesen Versuch eignen. (aber auch das würde es unnötig verkomplizieren)

---> Wie kommst Du nur auf diese Idee, das Beugungsmuster nur an Toren auftreten können, die kleiner als Scheunentore sind?

Du kannst also getrost den Begriff Beugungsbild durch Interferenzmuster ersetzen. Und was erhälst Du dann, wenn Du sagst

Dieses Wischiwaschiverdreherei mag für die 'Optik des Lichtes' tatsächlich keine große Rolle spielen. Bei den Experimenten zur QT würde ich vorsichtiger sein. Zumindest wirst Du hier nicht Mißverständnisse beseitigen....

Ob man in 1 Milliarde Sekunden je ein Photon durch den Spalt läßt, oder 1 Milliarde Photonen in einer Sekunde, macht keinen prinzipiellen Unterschied.

Für 'einen' Spalt macht das tatsächlich nur den Unterschied, den Du zuvor selbst mit Verweis auf die entspr. links angeführt hast: Spalt kleiner oder Spalt größer Lichtwellenlänge. - Darum ging es aber nicht.

Sind jetzt sämtliche Klarheiten beseitigt, Gandalf?

Wenn Du so fragst. - Kann ich nur mit 'ja' antworten

Aber ich glaube wir lassen das weitere hier, ich muss heute noch was in der "klassichen Welt bewegen"


Viele Grüße

[quick]

Hallo rene,

Zitat von rene

In einem Satz: Lässt sich der Pfad der Teilchen mittels Detektor zurückverfolgen, selbst wenn sie einzeln (nacheinander) die Doppelspaltanordnung zurücklegen, hebt sich der Interferenzterm auf!

anscheinend hast Du das "Gmües glässe" von Gandalf und mir.
Klar, rene, wenn man alle detektierbaren Teilchen mißt, bin ich damit einverstanden. Diese "welcher-Weg-Information" bekomme ich nicht.

Die ursprüngliche Frage von Uranor

Zitat von Uranor

Wie sieht das Muster aus, wenn man via random den linken oder den rechten Messfühler setzt und damit jeweils einen der beiden Durchgänge sperrt? Dann sind alle genutzten Wege eindeutig. Wird man ein Interferenzmuster sehen oder nicht?

(Hervorhebung von mir)

habe ich so beantwortet:

Zitat von quick

Es kann nur das Interferrenzmuster vom Einfachspalt entstehen, jedoch überlagert vom Muster des zweiten Spalts.

Aus der Fragestellung von Uranor ging m.E. eindeutig hervor, dass immer ein Durchgang gesperrt ist und der Doppelspalt damit zum Einfachspalt wird.
Der per Meßfühler detektierte Teil gibt die Information über den Weg und fällt für das Interferenzmuster weg. Aber der nichtdetektierte Teil stammt ja aus einem Einfachspalt und muß ein Muster zeigen, egal ob die Photonen einzeln oder nicht einzeln auf den Schirm treffen.
Der Meßfühler würde keine Weginformation liefern, sondern eher als Zähler taugen.

Es wäre schön, wenn Du kurz dazu Stellung nehmen könntest.
Oder habe ich etwas übersehen im Eifer des Disputs und muß zum "Optiker"?

mfg
quick

[rene]

Hallo quick

Ach sodele, dann hab ich das falsch verstanden! Eine Spalte randommässig zu, die andere jeweils offen:

Es gibt kein Interferenzmuster, da die Wellenfunktion des Teilches (ob links oder rechts ist egal) keine Entscheidungsmöglichkeit hat. Der Pfad ist demnach genauso bekannt wie beim Einspaltexperiment, und wenn der Randomizer auf 50:50 eingestellt ist, haben wir zwei in etwa gleich ausgeprägte Balken auf dem Schirm.

Grüsse, rene