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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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  #1  
Alt 10.01.19, 17:58
Wolfgans Wolfgans ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 10.01.2019
Beiträge: 9
Frage Gedankenexperiment Heisenberg

Es geht um die These Heisenbergs in einem Gespräch mit Grete Herrmann und Weizsäcker, dass die Kenntnis über Beta Zerfall eines Radiumatoms im Sinne des Quantentheorie vollständig sei auch wenn über Richtung und Zeitpunkt der Emission eines Elektrons keine ursächlichen Aussagen (Bestimmungsstücke) gemacht werden können:
Zitat aus Quantentheorie und Philosophie:
"Aber nehmen wir an, wir hätten solche Bestimmungsstücke gefunden so geraten wir in folgende Schwierigkeit. Das auszusendende Elektron kann ja auch als Materiewelle aufgefasst werden, die vom Atomkern ausgestrahlt wird. Eine solche Welle kann Interferenzerscheinungen auslösen. Nehmen wir ferner an, dass die Teile der Welle, die zunächst in entgegengesetzten Richtungen ausgesandt werden und dass als Folge des Apparates danach in einer bestimmten Richtung Auslöschung eintritt. Das würde bedeuten, dass mit Sicherheit vorhergesagt werden kann, dass das Elektron schließlich nicht in diese Richtung ausgesandt werden wird. Wenn wir aber Bestimmungsstücke kennengelernt hätten, aus denen hervorginge, dass das Elektron zunächst vom Atomkern in einer ganz bestimmten Richtung ausgesandt werden wird, so würde die Interferenzerscheinung ja gar nicht zustande kommen können. Die Auslöschung durch Interferenz würde nicht eintreten, und der vorher gezogene Schluss könnte nicht aufrecht erhalten werden. Tatsächlich aber wird die Auslöschung experimentell beobachtet werden. "
So nun die Frage:
Hat jemand eine Idee wie dieses Experiment, bzw. der dort erwähnte Apparat aufgebaut sein muss?
Spielt denn der Gangunterschied der entgengesetzten Teile der 'Materiewellen' der Elektronen eine Rolle für die destruktive Interferenz?
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  #2  
Alt 10.01.19, 18:48
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.318
Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Zitat:
Zitat von Wolfgans Beitrag anzeigen
Es geht um die These Heisenbergs in einem Gespräch mit Grete Herrmann und Weizsäcker, dass die Kenntnis über Beta Zerfall eines Radiumatoms im Sinne des Quantentheorie vollständig sei auch wenn über Richtung und Zeitpunkt der Emission eines Elektrons keine ursächlichen Aussagen (Bestimmungsstücke) gemacht werden können:
Zitat aus Quantentheorie und Philosophie:
"Aber nehmen wir an, wir hätten solche Bestimmungsstücke gefunden so geraten wir in folgende Schwierigkeit. Das auszusendende Elektron kann ja auch als Materiewelle aufgefasst werden, die vom Atomkern ausgestrahlt wird. Eine solche Welle kann Interferenzerscheinungen auslösen. Nehmen wir ferner an, dass die Teile der Welle, die zunächst in entgegengesetzten Richtungen ausgesandt werden und dass als Folge des Apparates danach in einer bestimmten Richtung Auslöschung eintritt. Das würde bedeuten, dass mit Sicherheit vorhergesagt werden kann, dass das Elektron schließlich nicht in diese Richtung ausgesandt werden wird. Wenn wir aber Bestimmungsstücke kennengelernt hätten, aus denen hervorginge, dass das Elektron zunächst vom Atomkern in einer ganz bestimmten Richtung ausgesandt werden wird, so würde die Interferenzerscheinung ja gar nicht zustande kommen können. Die Auslöschung durch Interferenz würde nicht eintreten, und der vorher gezogene Schluss könnte nicht aufrecht erhalten werden. Tatsächlich aber wird die Auslöschung experimentell beobachtet werden. "
So nun die Frage:
Hat jemand eine Idee wie dieses Experiment, bzw. der dort erwähnte Apparat aufgebaut sein muss?
Spielt denn der Gangunterschied der entgengesetzten Teile der 'Materiewellen' der Elektronen eine Rolle für die destruktive Interferenz?
Ich finde, das ist ein recht schwer zugänglicher Text mit merkwürdigen Formulierungen ("Bestimmungsstücke").

Zitat:
... und dass als Folge des Apparates danach in einer bestimmten Richtung Auslöschung eintritt. Das würde bedeuten, dass mit Sicherheit vorhergesagt werden kann, dass das Elektron schließlich nicht in diese Richtung ausgesandt werden wird.
Ja, meint er denn, dass da erst die Materiewelle kommt und später erst das Elektron ausgesandt wird???

Ich konnte kaum glauben, dass dieser Text von Heisenberg ist, aber das ist doch so:
https://books.google.at/books?id=Sgs...page&q&f=false

Habe nur ich Probleme, das zu verstehen?
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  #3  
Alt 10.01.19, 19:53
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
Ort: Nürnberg
Beiträge: 2.057
Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Ich habe diesen Text über die Jahrzehnte - zuletzt gerade eben - immer wieder mal gelesen und auch nie wirklich verstanden.

Man muss ihn auch nicht im engeren Sinne physikalisch verstehen, denn es handelt sich um eine Replik auf eine philosophische Argumentation eines (Neu-)Kantianers bzgl. des Konzepts des Ding an sich
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«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»
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  #4  
Alt 11.01.19, 09:20
Wolfgans Wolfgans ist offline
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Registriert seit: 10.01.2019
Beiträge: 9
Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Nein, das glaube ich nicht. Aus meiner Sicht meint er einfach, das, wenn ich das ausgesandte Elektron als Materiewelle im Sinne des Dualismus auffasse, ich eine Situation schaffen kann, in der ich Interferenzen beobachten kann.
Heisenberg musste ja reale Experimente vor Augen haben, wenn er schreibt:
"Tatsächlich aber wird die Auslöschung experimentell beobachtet werden".
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  #5  
Alt 11.01.19, 09:30
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.318
Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Zitat:
Zitat von Wolfgans Beitrag anzeigen
Nein, das glaube ich nicht. Aus meiner Sicht meint er einfach, das, wenn ich das ausgesandte Elektron als Materiewelle im Sinne des Dualismus auffasse, ich eine Situation schaffen kann, in der ich Interferenzen beobachten kann.
Heisenberg musste ja reale Experimente vor Augen haben, wenn er schreibt:
"Tatsächlich aber wird die Auslöschung experimentell beobachtet werden".
Das wurde bereits 1961 für Elektronen beobachtet; ich meine, gehört zu haben, dass Interferenzmuster später auch für Ionen beobachtet wurden.
Die Veröffentlichung zu dem Experiment mit Elektronen aus dem Jahr 1961:
https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1987592
pdf: http://materias.df.uba.ar/f4Aa2012c2...tiple_slit.pdf
https://link.springer.com/article/10.1007/BF01342460
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  #6  
Alt 11.01.19, 09:37
Benutzerbild von soon
soon soon ist offline
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Beiträge: 574
Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Zitat:
Zitat von Wolfgans Beitrag anzeigen
Hat jemand eine Idee wie dieses Experiment, bzw. der dort erwähnte Apparat aufgebaut sein muss?
Mit "Apparat" könnte schlicht ein Versuchsaufbau mit Doppelspalt, Detektor usw. gemeint sein.

Die fiktiven "Bestimmungsstücke" bieten die Möglichkeit nach der Emission und vor der Detektion Aussagen
zum genauen Ort des bevorstehenden Aufreffens zu machen, ohne das Interferrenzmuster zu zerstören.


Zitat:
Zitat von Wolfgans Beitrag anzeigen
Spielt denn der Gangunterschied der entgengesetzten Teile der 'Materiewellen' der Elektronen eine Rolle für die destruktive Interferenz?
Die "entgegengesetzten Richtungen" verstehe ich als "unterschiedliche Richtungen".

Der Gangunterschied spielt eine Rolle für die destruktive Interferenz. Unter der Vorgabe allerdings, dass man ein Elektron detektieren kann oder eben nicht, 'ein bisschen Elektron' gibt es dabei nicht.


Ich verstehe den Text so:

Ich denke, er erklärt, dass das 'Lösen des Messproblems' ein Logikproblem enthält:
Wenn ich feststellen könnte, in welchen Richtungen nichts von der Materiewelle ankommen wird, dann könnte dort logischerweise auch keine Interferrenz und Auslöschung
stattfinden. Das ist ein Widerspruch, weil ankommende Teile der Welle für das gegenseitige Auslöschen benötigt werden.


Das enthält, imho, schon Ansätze zur QED, sofern ich überhaupt etwas von der QED verstanden habe.
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  #7  
Alt 11.01.19, 10:42
Wolfgans Wolfgans ist offline
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Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Zitat:
Zitat von soon Beitrag anzeigen
Die "entgegengesetzten Richtungen" verstehe ich als "unterschiedliche Richtungen".
Das steht da zwar so nicht, würde aber dann passen, wenn die Interferenzen des Doppelspaltexperiments gemeint wären. Aber beim Doppelspaltexperiment entstehen doch die Interferenzen durch die Geometrie des Doppelspaltes der in einen Elektronenstrahl gestellt wird und nicht durch Überlagerung entgegengesetzter Teil der Materiewelle eines Elektrons.

Am ehesten scheint mir die Situation wie bei dem 'Delayed-Choice-Experiment' zu sein, das mit Neutronen und Photonen gemacht wurde.
Im Unterschied dazu müsste der erste Strahlenteiler ersetzt werden durch eine Apparatur, die eben die entgegengesetzten Teile der Materiewelle entsprechend in die Anordnung des Experiments führt.

siehe https://www.spektrum.de/lexikon/phys...xperiment/2875

Was ich aber nicht weiß ist, ob dieses Experiment über die 'Wegentscheidung' auch mit Elektronen gemacht wurde.
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  #8  
Alt 11.01.19, 11:12
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soon soon ist offline
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Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Zitat:
Zitat von Wolfgans Beitrag anzeigen
Es geht um die These Heisenbergs in einem Gespräch mit Grete Herrmann und Weizsäcker...
In welchem Jahr hat das Gespräch stattgefunden?
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  #9  
Alt 11.01.19, 11:16
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Zitat:
Zitat von soon Beitrag anzeigen
In welchem Jahr hat das Gespräch stattgefunden?
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Der_Teil_und_das_Ganze

Kap. 10 - Quantenmechanik und Kantsche Philosophie (1930–1932)
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  #10  
Alt 11.01.19, 11:45
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Standard AW: Gedankenexperiment Heisenberg

Tja, auch das Jönsson-Experiment zur Interferenz von Elektronen am Doppelspalt war erst im Jahr 1957.
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betazerfall radium, materiewellen, vollständige kenntnis

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