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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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  #21  
Alt 19.08.12, 18:04
Timm Timm ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 26.03.2009
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Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Beim Quantenradierer ist ja gerade das interessante, dass die Welcher-Weg-Info ruhig entstehen kann, sie muss nur im System "gefangen" bleiben - dann kann die Info wieder "problemlos" ausradiert werden.
Nein, eine Welcher-Weg-Info entstünde erst durch eine Messung des Nicht-Spalt Photons. Vorher ist sie weder definiert, noch gefangen. Eine solche Messung findet aber nicht statt. Hätte man eine solche Messung doch gemacht, dann könnte das dabei erhaltene Resultat (Welcher-Weg-Info) nicht mehr zerstört werden.

Gruß, Timm
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #22  
Alt 19.08.12, 19:02
Fortram Fortram ist offline
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Registriert seit: 11.08.2012
Beitr?ge: 16
Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Ich habe das Gefühl, dass mein letzter Beitrag in die richtige Richtung geht.

Was mich ursprünglich verwirrt hat, war die folgende, irrige Annahme:
Wenn bei der Versuchsanordnung (Siehe Versuchsaufbau in Nature) Detektor D1 durch schwarzes Papier ersetzt wird, und Detektor D2 durch eine fotografische Platte, dann erscheint auf dem Foto ein Interferenzmuster.

Ich bin zu dieser Annahme gekommen, weil durch die Fokussierung im Brennpunkt mit der Linse die Information zerstört wird, welchen Weg das Zwillings-Photon nimmt - und das auch ohne Detektor. Im Spektrum-Artikel steht nämlich:
Zitat:
Das erste Photon wird in einem Detektor registriert, der in der Brennebene einer Linse steht; dadurch werden alle Photonen auf den gleichen Impuls projiziert, das heisst, es gibt keine Information über den Ort. Nur in diesem Fall - wenn jede Ortsinformation ausradiert ist - treten die Doppelspaltinterferenzen auf.
In Zeilingers Buch 'Einsteins Schleier', im Teil über das Doppel-Doppelspalt-Experiment (II 1) - welches viele Parallelen hat zu unserem Experiment, steht aber:
Zitat:
Es ist wirklich so, dass dann, wenn die Quelle so gross ist, dass wir eindeutig aus einer Messung von Teilchen 2 den Weg von Teilchen 1 im Doppelspaltsystem bestimmen können, das Interferenzbild volkommen verschwommen ist. Umgekehrt zeigt sich: Wenn die Quelle so klein ist, dass wir ein schönes Interferenzbild erhalten, ist es unmöglich, aus der Messung von Teilchen 2 irgendetwas über den Weg von Teilchen 1 auszusagen.
Für uns gilt also, der Bereich innerhalb des Kristalls, in welchem vom Pump-Laserstrahl Photonen-Paare erzeugt werden können, muss so gross sein, dass auf der Fotoplatte kein Interferenz-Muster erkennbar ist, denn sonst gäbe es keine Möglichkeit, anhand des Zwillings-Photons den Weg durch den Spalt zu bestimmen. Und dass diese Information im Zwillings-Photon vorhanden ist, schreibt Zeilinger klar und deutlich.

Wir können das Zwillings-Photon aber auch dazu benutzen, den Ursprungs-Ort des Photonen-Paares genauer zu bestimmen. Und genau das wird in der Versuchsanordnung mit der Linse und dem Detektor D1 gemacht: Nur die Photonen, welche in einem sehr kleinen Teilbereich des Kristalls erzeugt worden sind, werden im Brennpunkt der Linse gesammelt und von D1 detektiert. Wird also D1 für die Koinzidenz-Messung eingesetzt, werden nur die Doppelspalt-Photonen gesammelt, welche ebenfalls in diesem kleinen Teilbereich erzeugt wurden, und dieser Teilbereich ist klein genug, um ein Interferenzmuster zu erzeugen.

Aber aus Komplementaritäts-Gründen gilt: Wir können mit dem Zwillings-Photon nicht beides - den Weg durch den Doppelspalt und die genaue Quellenposition - bestimmen. In der Messanordnung mit der Linse kann deshalb nicht auch noch der Impuls gemessen werden.

Die Antwort auf meine ursprüngliche Frage - so vermute ich - lautet deshalb: Erst wenn wir die Photonen mit Detektor D1 registriert haben, können wir die gesuchten Photonen-Paare auswählen und analysieren, wann das passiert ist egal.

Gruss,
Fortram

Ge?ndert von Fortram (19.08.12 um 20:03 Uhr)
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  #23  
Alt 19.08.12, 19:13
amc amc ist offline
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Registriert seit: 17.05.2011
Beitr?ge: 896
Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Nein, eine Welcher-Weg-Info entstünde erst durch eine Messung des Nicht-Spalt Photons. Vorher ist sie weder definiert, noch gefangen. Eine solche Messung findet aber nicht statt. Hätte man eine solche Messung doch gemacht, dann könnte das dabei erhaltene Resultat (Welcher-Weg-Info) nicht mehr zerstört werden.

Gruß, Timm
Ja, ich habe mich unpraezise ausgedrueckt, dazu hast du mich aber u.a. gebracht, weil du dies sagtest:

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Der Quantenradierer funktioniert nachträglich, also auch dann, wenn das Teilchen durch den DS getreten ist und bereits registriert wurde.
was meinst du hier mit registriert, wenn nicht irgendeine Art von Messung? Und Fortram und ich, sofern ich richtig liege und auch fuer ihn spechen darf, haben dich so verstanden, dass die Registrierung des Photons auf dem Schirm wieder ausradiert werden kann - und das ist doch jedenfalls nicht moeglich, oder?

---

Bei dem von Zeilinger dargestellten Versuch besteht die Weg-Info nach meinem Verstaendnis von Beginn an und muesste hier ja gerade geloescht werden, damit sich wieder Interferenz ergeben koennte.

Edit - genauer: Bei Zeilinger besteht ein prinzipiell unterscheidbarer Weg von Beginn an, nicht die exakte Weg-Info.

Bei anderen Versuchen/Radierern wird im Gegensatz dazu ein unterscheidbarer Weg erst durch z.B. Polarisatoren realisiert, was eine Interferenz verhindert, wenn nicht die "Moeglichkeit zur Messung" (der unterscheidbare Weg) noch vor der tatsaechlichen Messung ausradiert wird, was dann wieder Interferenz ermoeglicht, weil die Weg-Info nie mehr, auch nicht im Prinzip erhoben werden kann (die Wege werden wieder ununterscheidbar) - darum gehts hier doch - einen Weg unterscheidbar zu machen, ist noch keine Messung, veraendert aber das Quantenobjekt, die Beschreibung des quantenmechanischen Zustands des Objektes - und das auf verblüffende Weise, eben nichtlokal.

Eine Messung kann nicht rueckgaengig gemacht werden, sage ich eigentlich auch die ganze Zeit. Es geht hier ja auch um Begriffsdefinitionen - und genau wie du es sagst ist dies hier ein entscheidender Punkt:

http://de.wikipedia.org/wiki/Quanten...antenradierern
Zitat:
Aus Experimenten wie dem Quantenradierer muss man aber zwingend schließen, dass die physikalische Realität ohne Messung nicht existiert, das heißt die Polarisation manifestiert sich erst dann, wenn sie gemessen wird, nicht durch den Polarisator.
@ RoKo: Mir gehts hierebei jetzt absolut nicht um die physikalische Realtaet.

@ alle: Ich frage mich, welche andere Antwort man auf Fortrams simple Frage, ob sich bei seinen Zusatzannahmen eine Interferenz einstellt oder nicht, sinnvollerweise geben sollte, wenn nicht etwas ähnliches wie: Klar nein, weil die Weg-Info (genauer: der unterscheidbare Weg), bis zum Auftreffen des Photons auf dem Schirm, nicht ausradiert wurde. Ich wiederhole mich tatsaechlich ... Ich lasse das jetzt und schlafe darueber Ich bleibe bisher dabei, dass es nicht noetig ist, diese Sache zu verkomplizieren.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Hätte man eine solche Messung doch gemacht, dann könnte das dabei erhaltene Resultat (Welcher-Weg-Info) nicht mehr zerstört werden.
Darum gehts Timm, das Auftreffen des Photons auf dem Schirm beim DS-Versuch ist auch eine solche Messung, die es unmöglich macht, die Weg-Info (weil ja jetzt die Weg-Info tatsächlich festgelegt und nicht mehr bloße Wahscheinlichkeit ist) wieder zu zerstören. Ich nehme an, dies hätte Fortram zu Beginn als Antwort geholfen. Ich glaube, wir verwirren uns hier bisher die meiste Zeit alle gegenseitig

Gruesse, AMC

Ge?ndert von amc (19.08.12 um 20:21 Uhr)
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  #24  
Alt 19.08.12, 19:54
Fortram Fortram ist offline
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Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Und Fortram und ich, sofern ich richtig liege und auch fuer ihn spechen darf, haben dich so verstanden, dass die Registrierung des Photons auf dem Schirm wieder ausradiert werden kann - und das ist doch jedenfalls nicht moeglich, oder?
Nein, ich habe Timm nicht so verstanden. Ich habe meine (aktuelle ;-) Position im anderen Thread-Zweig dargelegt: Ohne Koinzidenzmessung keine Interferenz, und für die Koinzidenzmessung müssen beide Photonen registriert, also das Experiment abgeschlossen werden. Die Reihenfolge der Detektion spielt keine Rolle.

Gruss,
Fortram
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  #25  
Alt 19.08.12, 20:03
amc amc ist offline
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Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Zitat:
Zitat von Fortram Beitrag anzeigen
Nein, ich habe Timm nicht so verstanden. Ich habe meine (aktuelle ;-) Position im anderen Thread-Zweig dargelegt: Ohne Koinzidenzmessung keine Interferenz, und für die Koinzidenzmessung müssen beide Photonen registriert, also das Experiment abgeschlossen werden. Die Reihenfolge der Detektion spielt keine Rolle.

Gruss,
Fortram
Hmm.. spielt die Koninzidenzmessung nicht nur in sofern eine Rolle, dass man mit diesem "Trick" sicher sein kann, wirklich nur Photonen zu registrieren, die auch aus unserer Quelle stammen, weil sie zu nahezu gleicher Zeit, in Abhängigkeit der Instrumente, detektiert wurden? Und daher keine Rauscheffekte darstellen können. Und bei allen anderen detektierten Photonen wissen wir eben, dass sie nicht aus unserem Kristall stammen. So hab ich das mit der Koinzidenz verstanden.

Darum verstehe ich bisher nicht, welche entscheidende Rolle die Koinzidenz in einem "idealen" Gedankenexperiment spielen soll, ein reales Experiment können wir ja schlecht hier im Forum umsetzen

Vielleicht hab ich dich auch einfach nicht verstanden, Fortram, das kann sein. Jedenfalls hab ich einiges dabei gelernt/aufgefrischt, darum gehts ja eigentlich.

Entscheidend steht für mich die Antwort, dass mit dem Auftreffen des Photons auf dem Schirm beim DS-Versuch der Weg festgelegt ist, und die Unterscheidbarkeit der Wege daher nicht mehr ausradiert werden kann. Und dahingehend habe ich deine Frage verstanden.

Grüße, AMC

Ge?ndert von amc (19.08.12 um 20:33 Uhr)
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  #26  
Alt 19.08.12, 20:28
Timm Timm ist offline
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Zitat:
Zitat von Fortram Beitrag anzeigen
Nein, ich habe Timm nicht so verstanden. Ich habe meine (aktuelle ;-) Position im anderen Thread-Zweig dargelegt: Ohne Koinzidenzmessung keine Interferenz, und für die Koinzidenzmessung müssen beide Photonen registriert, also das Experiment abgeschlossen werden. Die Reihenfolge der Detektion spielt keine Rolle.
Ja, so sehe ich es auch, Fortram.

Gruß, Timm

P.S. Mein Gott ist das lange her, daß ich mal mit Algol zu tun hatte.
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Ge?ndert von Timm (19.08.12 um 20:34 Uhr)
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  #27  
Alt 19.08.12, 20:48
Fortram Fortram ist offline
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Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Darum verstehe ich bisher nicht, welche entscheidende Rolle die Koinzidenz in einem "idealen" Gedankenexperiment spielen soll, ein reales Experiment können wir ja schlecht hier im Forum umsetzen
Die Quellen-Region (innerhalb des Kristalls) muss relativ gross sein, damit die Ortsunschärfe nicht zu klein ist. Denn eine kleine Ortsunschärfe bewirkt eine grosse Impuslunschärfe, und dies würde bewirken, dass man aus dem Weg des einen Zwillings-Photons nicht auf den Weg des anderen Zwillings-Photons schliessen kann (Siehe Doppel-Doppelspalt-Experiment in 'Einsteins Schleier'). Und dass dies bei dieser Versuchsanordnung grundsätzlich möglich ist, hat Zeilinger in seinem Artikel betont.

Wenn aber die Quellen-Region relativ gross ist, erzeugen die verschiedenen Teil-Regionen unterschiedliche Interferenz-Muster. Diese überlagern sich und das Interferenz-Muster verschwindet (Siehe ebenfalls Doppel-Doppelspalt-Experiment in 'Einsteins Schleier').

Dies bedeutet, dass wenn aus einer Koinzidenz-Messung ein Interferenz-Muster resultieren soll, mit dieser Koinzidenz-Messung die Photonen-Paare eines kleinen Teilbereichs der Quellenregion herausgefiltert werden müssen. Die allermeisten Photonen-Paare müssen verloren gehen.

Wenn dem aber so ist, dann bilden diese restlichen Photonen-Paare einen riesigen Fundus, also viel mehr als ein lästiges Rauschen.

Gruss,
Fortram

Ge?ndert von Fortram (20.08.12 um 00:23 Uhr)
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  #28  
Alt 19.08.12, 21:02
amc amc ist offline
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Registriert seit: 17.05.2011
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Zitat:
Zitat von Fortram Beitrag anzeigen
Die Quellen-Region (innerhalb des Kristalls) muss relativ gross sein, damit die Ortsunschärfe nicht zu klein ist. Denn eine kleine Ortsunschärfe bewirkt eine grosse Impuslunschärfe, und dies würde bewirken, dass man aus dem Weg des einen Zwillings-Photons nicht auf den Weg des anderen Zwillings-Photons schliessen kann (Siehe Doppel-Doppelspalt-Experiment in 'Einsteins Schleier'). Und dass bei dieser Versuchsanordnung grundsätzlich möglich ist, hat Zeilinger in seinem Artikel betont.

Wenn aber die Quellen-Region relativ gross ist, erzeugen die verschiedenen Teil-Regionen unterschiedliche Interferenz-Muster. Diese überlagern sich und das Interferenz-Muster verschwindet (Siehe ebenfalls Doppel-Doppelspalt-Experiment in 'Einsteins Schleier').

Dies bedeutet, dass wenn aus einer Koinzidenz-Messung ein Interferenz-Muster resultieren soll, mit dieser Koinzidenz-Messung die Photonen-Paare eines kleinen Teilbereichs der Quellenregion herausgefiltert werden müssen. Die allermeisten Photonen-Paare müssen verloren gehen.

Wenn dem aber so ist, dann bilden alle Photonen-Paare einen riesigen Fundus, also viel mehr als ein lästiges Rauschen.

Gruss,
Fortram
Das hast du IMHO sehr verständlich und deutlich zusammengefasst.

Ich glaube, das hab ich auch alles halbwegs verstanden und meine daher trotzdem, dass es hierbei eher um die praktische Realisierung des Experiments und die damit verbundenen Schwierigkeiten geht, die dann vernachlässigt werden können, wenn man rein theoretisch die Frage beantworten will, bis wann ein unterscheidbarer Weg wieder ausradiert werden kann und ab wann der Weg manifestiert ist bzw. ein definitv ununterscheidbarer Weg vorliegt?

Und welche dieser Situationen in Bezug auf deine Eingangsfrage vorliegt. Also die klare Frage: Lässt sich ein unterscheidbarer Weg auch nach dem Auftreffen auf dem Schirm noch ausradieren? Für mein empfinden, ging deine Frage zu Beginn ganz klar auch in diese Richtung, und du hast dir ja auch IMHO zu Recht Kopfschmerzen damit bereitet, da es auch in der QM keine Hexerei gibt

Noch nen schönen Abend allen ...

P.S. Ich verstehe es so, dass der Koinzidenzaspekt natürlich dei dem beschriebenen Versuchsaufbau eine entscheidende Rolle spielt, weil wir sonst nicht an die für uns interessanten Daten kommen. Aber man kann ja dennoch trotzdem einfach theoretisch annehmen, es gäbe entsprechende technische Möglichkeiten, durch die unsere Daten sofort zu erkennen sind. In der theoretischen Überlegung lässt sich so etwas doch oft wunderbar ausklammern, wenn es "nur" um die Beantwortung entsprechender Fragen geht.

Ge?ndert von amc (19.08.12 um 22:11 Uhr)
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  #29  
Alt 20.08.12, 19:39
Fortram Fortram ist offline
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Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
P.S. Mein Gott ist das lange her, daß ich mal mit Algol zu tun hatte.
Ich will nicht hochstapeln, so richtig Fortran programmiert habe ich nie. Aber immerhin habe ich mal für ein Projekt Fortran nach C++ übersetzt.

Gruss,
Fortram

Ge?ndert von Fortram (20.08.12 um 21:39 Uhr)
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  #30  
Alt 21.08.12, 16:04
RoKo RoKo ist offline
Guru
 
Registriert seit: 12.11.2009
Beitr?ge: 996
Standard AW: Frage zu Artikel von A. Zeilinger

Hallo zusammen,

sorry, dass ich nochmals meinen "Senf" dazu geben muss.

Der hier diskutierte Versuch hat nichts mit "Welcher Weg" und "Quantenradierer" zu tun. Es wird vielmehr parallel an einen verschränkten und zerstreuten Doppelphoton eine Fokussierung und eine Doppelspaltinterferenz vorgenommen. Ich behaupte, da ist schlicht das falsche Instrumentarium eingesetzt worden. Würde man die beiden Detektoren durch flächige Phototransistorfelder oder eine Art Digitalkamera ersetzen, die nicht nur registrieren, sondern auch hochauflösend den Ort erfassen können, dann würde man auf beiden Seiten näherungsweise das gleiche Interferenzmuster sehen. Lässt man die Fokussierung weg, dann hat man auf beiden Seiten wegen der Zerstreuung sich überlagernde Interferenzmuster, die man nicht auseinander halten kann. Lässt man andererseits den Doppelspalt weg, hat man auf beiden Seiten näherungsweise einen Punkt.
__________________
mit freundlichem Gruß aus Hannover

Unendliche Genauigkeit ist eine Illusion
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