Frage zur Messung von verschränkten Teilchen

[gaju]

Zitat von TomS

Es gibt kein "Wann".

Ganz grob argumentiert könnte man sagen, dass die Zustände immer, d.h. bereits vor der Messung "passen". Nimm ein paar Schuhe; es ist immer ein rechter und ein linker dabei.

Ist ziemlich subtil und widerspricht der klassischen Logik!

Ach so. Also der Zustand wird bei der Messung nicht geändert oder festgelegt, sondern nur "aufgedeckt". Also war der gemeinsame Zustand der beiden Teilchen seit ihrer Erzeugung schon immer so wie er war. Und mit der Messung egal welches Teilchens zuerst wird nur das Geheimnis gelüftet, welchen gemeinsamen Zustand die beiden Teilchen eigentlich schon immer hatten.

Deswegen kann am 2. Teilchen auch gar kein Ereignis ausgelöst werden, dass man registrieren könnte.

Wenn das so ist, dann gibt es nach der Erzeugung der Verschränkung nicht mal theoretisch irgendeinen Informationsaustausch. Letztendlich stehen sie doch dann überhaupt nicht in Verbindung, sondern es wird nur bei der Erzeugung der Verschränkung ein gemeinsamer und verdeckter Zustand erzeugt, der ohne äußere Störung einfach so bestehen bleibt.
Sehe ich das so richtig?

[Herr Senf]

Passend zur Frage gibt es heute einen Beitrag auf scinexx
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell...015-09-23.html

Verschränkung über 100 km Glaskabel "transportiert", Ausbeute "nur" 1 %.
Das Versuchsschema anklicken zum Vergrößern, dort sieht man 4 Detektoren.
Vorsicht mit dem Wort dort "blitzschnell", Information ist nur mit Lichtgeschwindigkeit übertragbar!

Grüße Senf

[Plankton]

Zitat von gaju

Hallo zusammen,

bei verschränkten Teilchen wird erst bei der Messung eines Teilchens festgelegt, welchen Zustand beide Teilchen haben. Bei der Messung des einen Teilchens wird die Verschränkung aufgehoben.
Ich denke soweit habe ich das verstanden.

Nach der Messung ist der Zustand des ersten Teilchens durch die Messung bekannt. Jetzt meine Frage:
Wie bekommt man nach der Messung des 1. Teilchens den Zustand des 2. Teilchens überhaupt mit?

Wie misst man den in der Realität?
Muss man den Zustand aktiv messen oder kann kann man z.B. die Zustandsfestlegung des 2. Teilchens auch passiv durch einen Detektor registrieren lassen?

Gruß
Gaju

Kurz dazu was ganz allgemein:
"Die mathematisch beschreibbare zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems ist nicht direkt beobachtbar, und die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch nicht beschreibbar."

Das ist sehr präzise für das Thema IMHO.

[Plankton]

Kurz OT:

Zitat von Herr Senf

Passend zur Frage gibt es heute einen Beitrag auf scinexx
http://www.scinexx.de/wissen-aktuell...015-09-23.html

Verschränkung über 100 km Glaskabel "transportiert", Ausbeute "nur" 1 %.
Das Versuchsschema anklicken zum Vergrößern, dort sieht man 4 Detektoren.
Vorsicht mit dem Wort dort "blitzschnell", Information ist nur mit Lichtgeschwindigkeit übertragbar!

Grüße Senf

Das hat nichts miteinander zu tun, aber auf dem Gebiet scheint man auch zur Zeit ein paar technische Durchbrüche zu haben.
Hier auch z.B.: http://www.wissenschaft.de/videoport...Quantenphysik/

Auch von einem "neuen Laser" und "Superposition" und "mehr Vakuum" hab ich letztens was gelesen gehabt....

[TomS]

Zitat von gaju

Ach so. Also der Zustand wird bei der Messung nicht geändert oder festgelegt, sondern nur "aufgedeckt".

Nein, das stimmt so nicht ganz.

Zitat von gaju

Also war der gemeinsame Zustand der beiden Teilchen seit ihrer Erzeugung schon immer so wie er war.

Ja

Zitat von gaju

Und mit der Messung egal welches Teilchens zuerst wird nur das Geheimnis gelüftet, welchen gemeinsamen Zustand die beiden Teilchen eigentlich schon immer hatten.

Jein

Zitat von gaju

Deswegen kann am 2. Teilchen auch gar kein Ereignis ausgelöst werden, dass man registrieren könnte.

Am zweiten Teilchen wird kein Ereignis ausgelöst. Abser das Teilchen selbst kann im Messgerät selbst natürlich ein Ereignis auslösen.

Zitat von gaju

... dann gibt es nach der Erzeugung der Verschränkung nicht mal theoretisch irgendeinen Informationsaustausch. Letztendlich stehen sie doch dann überhaupt nicht in Verbindung, sondern es wird nur bei der Erzeugung der Verschränkung ein gemeinsamer und verdeckter Zustand erzeugt, der ohne äußere Störung einfach so bestehen bleibt.
Sehe ich das so richtig?

Ja, ich denke schon.


Zur Problematik von oben:

Betrachte zwei verschränkte Photonen, jeweils Einzelspin = 1, insgs. in einem Spin-Singulet, also Gesamtspin = 0. Diesen Zustand vor der Messung kann man schreiben als

|0> = |+1>a|-1>a + |-1>a|+1>a

"a" steht für eine beliebige Achse, bzgl. der die Spinorientierung definiert wird; das erste Teilchen wird durch den ersten Zustandsvektor, das zweite durch den zweiten Zustandsvektor repräsentiert; die Verschränkung kommt durch das "+" zu Ausdruck, d.h. man kann nicht mehr sagen, welches Teilchen nun welchen Zustand hat, nur dass sie insgs. den Spin = 0 tragen.

Beachte, dass ich bei |0> den Index "a" nicht vergessen habe. Der Singulett-Zustand |0> ist unabhängig davon, bzgl. welcher Achsen (x, y, z oder auch beliebig rotiert) ich rechts die Einzelspins definiere!

Nun nehmen wir an, ich messe am ersten Teilchen die Spinorientierung bzgl. einer anderen Achse "b" und finde +1. D.h. nach der Messung weiß ich sicher, dass der Zustand

|0'> = |+1>b|-1>b

vorliegt.

Das ist ein anderer Zustand als vor der Messung; die Messung ändert den Zustand also durchaus!

(Man kann nun im Rahmen der Interpretation der QM streiten, wie genau; was ich hier verwende ist die orthodoxe Interpretation, nicht die Viele-Welten-Interpretation, die ich selbst bevorzuge, die aber das eigtl. Problem verdecken würde).

Nun könnte man auf die Idee kommen, dass der Zustand bereits vor der Messung von der Form

|0> = |+1>b|-1>b

war. Das ist jedoch aus mehreren Gründen nachweislich falsch:

Zunächst mal kann man nach der Präparation jedoch noch vor der Messung die Achse "b" wählen; wie soll nun ein Zustand, den ich jetzt und hier präpariere, später von einer Entscheidung des Experimentators später und dort erfahren, noch später bzgl. "b" messen zu wollen? Dann kann man versuchen, verborgene Variablen einzuführen, d.h. Variablen, bzgl. derer eine Art klassische, bereits vorher festgelegte Spinorientierung jedes einzelne Teilchens existiert, die quantenmechanisch nicht erfasst und beschrieben wird. Diese prä-existente Spinorientierung würde dann im Zuge des Experiments nur offenbar, nicht festgelegt. Bell war in der Lage, im Zuge der Herleitung seiner berühmten Ungleichung mathematisch zu beweisen, dass bereits diese Annahme zu einer explizit anderen Vorhersage für bestimmte Messungen (Korrelationen) führt, als sie die Quantenemchanik. Dies wurde experimentell überprüft, die QM bestätigt, die verborgenen Variablen damit widerlegt.

D.h. die Annahme, der Spin jedes einzelne Teilchens läge bereits vorher irgendwie fest, ist nachweislich falsch. Das unterscheidet quantenmechansiche Objekte z.B. von Schuhen, denn ein Schuh ist tatsächlich schon (z.B.) immer ein rechter Schuh, auch vor der Messung. Das erste Photon ist aber nicht schon vorher ein "Spin = +1 Photon bzgl. Achse b"; es existiert in einem verschränkten Paar mit Gesamtspin = 0; alle weiteren Zuschreibungen von Eigenschaften zu den einzelnen Photonen ist falsch.

[TomS]

Zitat von Plankton

Kurz dazu was ganz allgemein:
"Die mathematisch beschreibbare zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems ist nicht direkt beobachtbar, und die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch nicht beschreibbar."

Das ist sehr präzise für das Thema IMHO.

Als Vertreter der Viele-Welten-Interpretation und im Licht der Dekohärenz-Theorie bestreite ich diese Aussage; es muss lauten:

"Die mathematisch beschreibbare zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems ist praktisch nicht direkt beobachtbar, ohne diese zu stören; die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch exakt mittels der Quantenmechanik beschreibbar."

Vereinfacht: die zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems folgt immer, d.h. auch im Zuge einer Messung, exakt der Schrödingergleichung (des Gesamtsystems einschließlich des Messgeräts plus Beobachter usw.)

[Plankton]

Zitat von TomS

Als Vertreter der Viele-Welten-Interpretation und im Licht der Dekohärenz-Theorie bestreite ich diese Aussage; es muss lauten:

"Die mathematisch beschreibbare zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems ist praktisch nicht direkt beobachtbar, ohne diese zu stören; die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch exakt mittels der Quantenmechanik beschreibbar."

Vereinfacht: die zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems folgt immer, d.h. auch im Zuge einer Messung, exakt der Schrödingergleichung (des Gesamtsystems einschließlich des Messgeräts plus Beobachter usw.)

Ich verstehe deinen Einwand nicht.
Für mich schreibst du quasi nochmal das selbe in grün.

[TomS]

Du behauptest, die Dynamik im Kontext einer Messung sei nicht mathematisch beschreibbar; ich behaupte, sie ist mathematisch exakt beschreibbar.

[Plankton]

Zitat von TomS

Du behauptest, die [] Dynamik im Kontext einer Messung sei nicht mathematisch beschreibbar; ich behaupten, sie ist exakt beschreibbar.

Sollte an der Stelle nicht groß stehen BEOBACHTBARE ???
*** [] '''
Darauf kommt es ja an.
BTW: "Die mathematisch beschreibbare zeitliche Entwicklung eines quantenmechanischen Systems ist nicht direkt beobachtbar, und die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch nicht beschreibbar." - diese Tatsache führt einen ja IMHO direkt zu VWI und Dekohärenz....
Aber OK. Hab dazu nichts sonst zu sagen.

[TomS]

Lass' uns die beiden Aussagen mal auseinanderhalten.

Wenn du das System vom Beobachter trennst und orthodox argumentierst, dann ist die beobachtbare Dynamik (= der Kollaps) nicht mit den Regeln der QM (Schrödingergleichung) berechenbar.

Wenn du dagegen das Gesamtsystem (= quantenmechanisches Subsystem + Messgerät + Beobachter + ...) betrachtest und gemäß Everett argumentierst, dann ist die Dynamik des Gesamtsystems mittels den Regeln der QM beschreibbar. Die Dekohärenz sagt dir, dass aufgrund der extrem kurzen Dekohärenzzeiten effektiv ein Kollaps beobachter wird, d.h. die beobachtbare Dynamik sieht aus wie ein Kollaps und ist wiederum beschreibbar.

Oder nicht? Verstehe ich dich falsch?