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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.

Umfrageergebnis anzeigen: Ist experimentell feststellbar, ob Teilchen sich in Superposition befinden?
Ja 1 50,00%
Nur statistisch für ein Ensemble von gleichartigen Teilchen 0 0%
Nein 1 50,00%
Teilnehmer: 2. Sie dürfen bei dieser Umfrage nicht abstimmen

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  #1  
Alt 20.01.19, 07:44
it77 it77 ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 20.01.2019
Beiträge: 63
Standard Superposition

Hallo zusammen,

Messungen an Quantenobjekten legen deren zu messende Zustände erst fest. Vor der Messung befindet sich das Quantenobjekt in einem unbestimmten "Überlagerungszustand" (Superpostion). Soweit so (un-)klar.

Zwei Fragen hierzu:

1. Ist prinzipiell feststellbar, ob sich ein Quantenobjekt in Superposition befindet oder nicht? Es soll nur festgestellt werden, ob es sich in Superposition befindet, es sollen keine konkreten Observablen-Werte gemessen werden. Der Professor will also, wenn er die Box mit der Katze öffnet, wissen, ob sein Hiwi nicht vorher schon heimlich mal hineingeschaut hat. Kann er dies feststellen?

2. Wann fallen Quantenobjekte mit festgelegten Eigenschaften wieder in einen Überlagerungszustand zurück?
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  #2  
Alt 20.01.19, 11:12
Bernhard Bernhard ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 14.06.2017
Beiträge: 1.206
Standard AW: Superposition

Hallo it77,

Zitat:
Zitat von it77 Beitrag anzeigen
1. Ist prinzipiell feststellbar, ob sich ein Quantenobjekt in Superposition befindet oder nicht?
Dazu muss man entweder eine Messung durchführen und hat damit automatisch eine gewisse Wechselwirkung mit dem Objekt oder man kennt das System aus früheren Messungen.

Zitat:
2. Wann fallen Quantenobjekte mit festgelegten Eigenschaften wieder in einen Überlagerungszustand zurück?
Das hängt vom Objekt selbst und den äußeren Einflüssen auf das Objekt ab.
__________________
Freundliche Grüße, B.

Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921
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  #3  
Alt 20.01.19, 20:33
it77 it77 ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 20.01.2019
Beiträge: 63
Standard AW: Superposition

Hallo Bernhard,

Bist Du sicher, dass Du meine erste Frage richtig verstanden hast?

Was für ein äusserer Einfluss könnte es sein, der die Polarisation eines Photons in den Überlagerungszustand zurückbringt?

Danke und Gruss.
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  #4  
Alt 20.01.19, 22:10
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.298
Standard AW: Superposition

Zitat:
Zitat von it77 Beitrag anzeigen
Hallo Bernhard,

Bist Du sicher, dass Du meine erste Frage richtig verstanden hast?

Was für ein äusserer Einfluss könnte es sein, der die Polarisation eines Photons in den Überlagerungszustand zurückbringt?

Danke und Gruss.

Du hattest ja ganz allgemein gefragt
"2. Wann fallen Quantenobjekte mit festgelegten Eigenschaften wieder in einen Überlagerungszustand zurück? "

Und Bernhards Antwort ist korrekt: es gibt durchaus Fälle, in denen sich die quantenmechanische Wellenfunktion zeitlich von einem Eigenzustand in eine Superposition entwickelt. Nimm z.B. eine Ortsmessung an; nach der Messung gleicht die Wellenfunktion im Ortsraum einem scharfen Peak am gemessenen Ort und ansonsten Null. Handelt es sich um ein freies Teilchen, so wird aber seine Wellenfunktion mit der Zeit wieder auseinanderlaufen ("Dispersion"). Oder mit anderen Worten, sie geht in einen Überlagerungszustand über. Das ist z.B. hier erklärt:
http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC...llenpakete.htm

Geändert von Hawkwind (20.01.19 um 23:10 Uhr)
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  #5  
Alt 20.01.19, 23:34
it77 it77 ist offline
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Registriert seit: 20.01.2019
Beiträge: 63
Standard AW: Superposition

Ok. Auf die erste Frage bezogen hiesse das, dass das sie Breite des Wellenpakets messbar ist?
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  #6  
Alt 21.01.19, 02:16
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.298
Standard AW: Superposition

Zitat:
Zitat von it77 Beitrag anzeigen
Ok. Auf die erste Frage bezogen hiesse das, dass das sie Breite des Wellenpakets messbar ist?
... indem du ein Ensemble gleichartiger Experimente ausführst, kannst du feststellen, wie weit die gemessenen Orte um den Erwartungswert herum streuen. Das ist die Breite des Paketes.
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  #7  
Alt 21.01.19, 07:16
it77 it77 ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 20.01.2019
Beiträge: 63
Standard AW: Superposition

Ok, danke.....
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  #8  
Alt 21.01.19, 08:14
it77 it77 ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 20.01.2019
Beiträge: 63
Standard AW: Superposition

noch eine Nachfrage:

Superposition wird statistisch über das Vorhandsein einer Streuung nachgewiesen, ok.

Wenn ich jedes Teilchen zweimal kurz hintereinander messe, erhalte ich zwei Statistiken mit der gleichen Streuung, oder?

Einmal aufgrund von "Superposition" und das andere Mal aufgrund der Streuung festgelegter Werte.

Wie kann man die beiden Fälle unterscheiden?
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  #9  
Alt 21.01.19, 08:39
Hawkwind Hawkwind ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 22.07.2010
Ort: Rabenstein, Niederösterreich
Beiträge: 2.298
Standard AW: Superposition

Zitat:
Zitat von it77 Beitrag anzeigen
noch eine Nachfrage:

Superposition wird statistisch über das Vorhandsein einer Streuung nachgewiesen, ok.

Wenn ich jedes Teilchen zweimal kurz hintereinander messe, erhalte ich zwei Statistiken mit der gleichen Streuung, oder?

Einmal aufgrund von "Superposition" und das andere Mal aufgrund der Streuung festgelegter Werte.

Wie kann man die beiden Fälle unterscheiden?
Bei der ersten Messung stellst du eine Streuung fest, also eine gewisse Breite. Wenn die 2. Messung nun unmittelbar folgt, ist das Teilchen in keiner Superposition und du reproduzierst wieder den Wert der 1. Messung.
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  #10  
Alt 21.01.19, 09:12
it77 it77 ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 20.01.2019
Beiträge: 63
Standard AW: Superposition

ok.

D.h. aber, dass ich nicht wirklich feststellen kann, ob sich ein Teilchen in Superposition befindet, da ich für Teilchen mit festgelegten Eigenschaften ja ggf. die gleiche Streuung messe. Oder sehe ich das falsch?
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