Frage zu Artikel von A. Zeilinger

[amc]

Moin RoKo, moin alle,

Zitat von RoKo

hier zunächst ein Link zu den möglichen Versuchsaufbauten zum Quanten"radierer". Dann kann jeder besser nachvollziehen, worüber geredet wird.

der Versuchsaufbau von Zeilinger ist leicht darzustellen:

Eine Photonenquelle, die immer zwei Photonen gleichzeitig, aber in genau entgegengesetzte Richtungen aussendet; Durch die spezielle Art der Photonenemission kann nun durch eine entsprechende Messung an einem Photon auf den Weg des jeweils anderen Photons geschlossen werden.

Die zu einer Seite ausgesandten Photonen werden dabei durch einen normalen Doppelspalt (DS) Versuchsaufbau geschickt. Da die Informartion, welchen Weg das Photon durch den DS nimmt, aus dem Verschränkungs-Photon gewonnen werden kann, bildet sich kein Interferenzmuster auf dem Schirm hinter dem DS.

Wenn man nun aber, und ich denke eben zwingend bevor das DS-Photon auf dem Schirm reagiert hat, die Weg-Information vom nicht DS-Photon löscht und der Weg des DS-Photons dadurch auch nicht mal im Prinzip mehr bestimmt werden kann, dann kann sich wieder auf dem Schirm ein Interferenzmuster ergeben.

Und Fortrams Frage ist eben, soweit ich sie verstanden habe, wie es sich verhält, wenn man die Weg-Information vom nicht DS-Photon erst dann löscht, wenn das DS-Photon bereits auf dem Schirm angekommen ist.

Ein waschechter Quantenradierer ist dieser Aufbau eigentlich nach meinem Empfinden gar nicht. Es wird ja nicht durch gewisse Vorkehrungen am Versuchsaufbau die Weg-Information geschaffen/zugänglich gemacht und danach wieder mit anderen Vorkehrungen ausradiert, sondern die Weg-Information ist von Beginn an den Photonen mitgegeben und wird dann einfach/einmal "ausradiert". Aber eine Art Quantenradierer ist das natürlich schon.

Grüße, AMC

[amc]

Hi Timm,

Zitat von Timm

Mit dem Quantenradierer haben wir ein radikal anderes Experiment. Die 'Welcher Spalt' Info wird zerstört und eine vorherige Messung dieser Info findet aufgrund der experimentellen Anordnung nicht statt.

da muss man jetzt sicher vorsichtig sein, denn wenn die "Messung" auf eine Art durchgeführt wurde, bei der entsprechende Information in die Umgebung gelangt ist ...

- was z.B. dann unbedingt sein muss, wenn die "Messung" dazu führt, dass jemand mit den eigenen Augen ein makroskopisches Interferenzmuster auf einem Schirm betrachten kann oder sieht, da ist keine/kaum Interferenz -

... dann lässt sich nichts mehr "ausradieren". Es ist also beim Quantenradierer ganz entscheidend, soll er funtkionieren, dass die entsprechenden Informationen in dem verschränkten System komplett "eingeschlossen" bleiben. Solange dies so ist, lässt sich zumindest nach klassischer Sicht nicht von einem physikalischen Vorgang sprechen, und alles ist noch "ausradierbar". Ist die Information aber abgegeben, dann sind kausale unumkehrbare Ereignisse eingetreten. Die QM ist ja keine Hexerei

Zitat von Timm

wenn die nicht koinzidenten Photonen sorgfältig aussortiert wurden.

Soweit ich das gestern beim schnellen nachlesen verstanden habe, geht es bei dem Thema Koinzidenz um technische Probleme bei der Umsetzun von tatsächlichen Ein-Photonenquellen etc., die aber doch wohl von uns hier erst mal der Einfachheit halber ausgeblendet werden können.

Wir nehmen einfach mal an, der von Zeilinger dargebrachte Versuch lässt sich so problemlos realisieren. Es ist technisch aufwändig das alles im Detail zu realisieren, gerade dann, wenn es exakt sein soll, aber es lässt sich realisieren und nur darum gehts ja. Und daher kann man hier IMHO von, ich sag mal "idealen Versuchen" ausgehen, und so was ausblenden, oder nicht? Zeilinger geht IMHO darauf auch nicht unbedingt ein - erwähnt nur, das die Umsetzung von Ein-Photonenquellen teilweise trickreich und aufwändig ist. Darauf hier einzugehen machts ja erst mal nur unnötig kompliziert (, soweit ich das verstehe).

Grüße, AMC

[Fortram]

Guten Morgen,

Ich habe in Zeilingers Buch 'Einsteins Schleier' den Teil über das Doppel-Doppelspalt-Experiment (II 1) nochmals gelesen - das hat mich einen Schritt weiter gebracht.

Und ich habe doch noch ein Bild zum Versuchsaufbau gefunden:
Versuchsaufbau in Nature

Hier meine Überlegungen:
Bei dieser Anordnung kann aufgrund der Unschärferelation der Quellpunkt, also der Ort, wo im Kristall die verschränkten Photonen-Paare erzeugt werden, nicht so klein sein, dass ein 'makroskopisches' Interferenz-Muster entsteht: Wird Detektor D2 durch eine Photoplatte ersetzt, zeigt diese niemals Interferenz-Muster.

Anhand des Zwillings-Atoms kann nun der Ort bestimmt werden, wo das Paar erzeugt wurde, oder aber der Weg, der das andere Photon durch den Doppelspalt genommen hat - beides nicht. Mit dem Koinzidenz-Zähler wird aus der Messung eine Filterung: Nur die Photonen-Paare, welche ein Kriterium erfüllen, werden registriert. Bei der gegebenen Versuchsanordnung (mit der Linse) werden so die Photonen-Paare herausgefiltert, welche an einem bestimmten Ort im Kristall erzeugt wurden. Mit dieser Auswahl kommt ein Interferenzmuster zustande.

Mit einem alternativen Versuchsaufbau (ohne Linse vor D1) lassen sich die Photonen herausfiltern, welche z.B. durch den oberen Spalt gegangen sind (diese Photonen haben aber nicht alle den gleichen Quellpunkt). Mit einer solchen Auswahl kann kein Interferenzmuster zustande kommen.

Somit wird klar, dass es keine Rolle spielt, welcher Detektor ein Photonenpaar zuerst registriert, resp. wie weit Detektor D1 vom Kristall entfernt ist.

Ich habe mich zuerst gefragt, warum denn zwischen dem Kristall und dem Doppel-Spalt nicht noch ein Blech mit einem einfachen Spalt platziert wird. Die Antwort habe ich aber schnell gefunden: Die Unschärfe des Ortes orthogonal zur Flug- und Spalt-Richtung wird im neuen Spalt sehr klein, deshalb wird dort die Unschärfe des Impulses sehr gross. Dadurch wird die Information im Zwillings-Photon für uns wertlos.

Zeilinger spricht vom komplementären Begriffspaar Weginformation/Interferenzbild. Ich frage mich, ob man hier nicht auch von einem komplementären Begriffspaar Weginformation/Quellenposition sprechen könnte?

Gruss,
Fortram

[RoKo]

Hallo Fortram,

Zitat von Fortram

.. ich habe doch noch ein Bild zum Versuchsaufbau gefunden..

Gibt es eine Angabe über die Entfernungen von der Quelle (Kristall) zum Doppelspalt und zur Linse?

[Timm]

Hi AMC,

Zitat von amc

da muss man jetzt sicher vorsichtig sein, denn wenn die "Messung" auf eine Art durchgeführt wurde, bei der entsprechende Information in die Umgebung gelangt ist ...

Selbstverständlich muß man entsprechend sorgfältige Präparation voraussetzen. Nur dann steht ja bei dieser Anordnung von vornherein fest, daß keine 'Welcher Spalt' Info entsteht. Und das eben unabhängig von der Entfernung des Quantenradierers.

Gruß, Timm

[Fortram]

Zitat von RoKo

Gibt es eine Angabe über die Entfernungen von der Quelle (Kristall) zum Doppelspalt und zur Linse?

In der Abbildung des Spektrum-Artikels wird die Distanz vom Kristall zur Linse mit 2f angegeben, die Distanz von der Linse zum Detektor D1 mit f. Im Text wir darauf aber nicht weiter eingegangen.

Gruss,
Fortram

[amc]

Zitat von Fortram

In der Abbildung des Spektrum-Artikels wird die Distanz vom Kristall zur Linse mit 2f angegeben, die Distanz von der Linse zum Detektor D1 mit f. Im Text wir darauf aber nicht weiter eingegangen.

Gruss,
Fortram

Fehlt jetzt noch die Enternung zum DS bzw. besser und wohl entscheident zum Schirm/Detektor, seht ihr das auch so?

Ich vergleiche jetzt mit dieser Abbildung:
http://www.nature.com/nature/journal...e03280_F2.html

Grüße, AMC

[amc]

Hi alle,

Zitat von Timm

Selbstverständlich muß man entsprechend sorgfältige Präparation voraussetzen. Nur dann steht ja bei dieser Anordnung von vornherein fest, daß keine 'Welcher Spalt' Info entsteht. Und das eben unabhängig von der Entfernung des Quantenradierers.

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.

Darum meine ich auch, man muss vorsichtig sein, wenn man sagt, Messungen können vom Quantenradierer rückgängig gemacht werden - bestimmte eben nicht.

Darum bin ich fest der Ansicht, um auf Zeilingers Versuch und Fortrams Eingangsfrage zurückzukehren, in der Fortram den Versuch leicht abändern will, so dass sich erst die Frage stellt, ob sich Interferenz ausbildet - die man bei entsprechnder Versuchsanordnung ja sogar mit bloßen Augen erkennen könnte - und erst danach entscheidet, wie man mit den noch "fliegenden" Verschränkuns-Partner-Photonen umgeht.

Und die Antwort muss doch sein, dass sich der bereits von uns - also der Umgebung des Photonen-Verschränkungs-Systems - überprüfte Zustand (Interferenz oder nicht auf dem Schirm zu sehen), nicht in Abhängigkeit des erst jetzt abgefangenem Partner-Photon augenblicklich und vor unseren Augen (!) verändern kann. Da wären wir dann bei Akte X oder so ...

Es scheint mir so, als wiederhole ich mich

http://de.wikipedia.org/wiki/Quanten...e_Realisierung

Das Interferenzmuster entsteht wieder, wenn man die „Welcher-Weg-Information“ (z. B. mit einem halbdurchlässigen Spiegel) löscht, bevor das Photon den Schirm erreicht.

Worüber reden wir hier? Machts nicht zu kompliziert Jungs, oder bin ich irgendwie auf dem Holzweg, meine nicht, oder?

Grüße, AMC

[RoKo]

Hallo,

Zitat von amc

Fehlt jetzt noch die Entfernung zum DS bzw. besser und wohl entscheident zum Schirm/Detektor, seht ihr das auch so?

Ohne die exakten Angaben und ohne Darlegung der Ergebnisse von allen denkbaren Variationen tappt man leider etwas im Dunkeln.

[amc]

Zitat von RoKo

Ohne die exakten Angaben und ohne Darlegung der Ergebnisse von allen denkbaren Variationen tappt man leider etwas im Dunkeln.

Ich weiß nicht RoKo, mein Eindruck ist, dass Fortram bereits mit seinem ersten Post eine eindeutige und auch eindeutig zu beantwortende Frage gestellt hat, kann mich täuschen.

Grüße, AMC