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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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  #181  
Alt 14.12.22, 07:12
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Noch ein Auszug:
Zitat:
Gemäß dem Eigenwert-Eigenzustand-Link hat eine Observable dann – und nur dann – einen definierten (d. h. prinzipiell vorhersagbaren) Wert, wenn sich das System in einem Eigenzustand der Observablen befindet. Wenn sich das System hingegen in einem Superpositionszustand verschiedener Eigenzustände befindet, kann der Messgröße in dieser Interpretation vor der Messung kein definierter Wert zugeordnet werden. Der Ausgang eines einzelnen Messvorgangs ist in diesem Fall zufällig, die Entwicklung des Systems ist bei Durchführung einer Messung nicht deterministisch.
In Post #104 habe ich folgendes geschrieben:
Zitat:
Nebenbei bemerkt, wie hättest ihr es denn gerne zukünftig. Ich setze "ist nicht festgelegt" = "ist in einem Überlagerungszustand" = "ist undefiniert" = "ist in Superposition"
Aber mein Eindruck ist, dass dies unangenehme quantenphysikalische Emotionen in euch weckt .
Also so ganz falsch lage ich, wenn es nach John von Neumann geht, mit dieser Aussage offenbar doch nicht.

Ge?ndert von SuperpositionSimon (14.12.22 um 07:34 Uhr)
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  #182  
Alt 18.12.22, 21:44
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Folgendes habe ich soeben zum ersten mal gelesen:
Zitat:
Ein entscheidender Unterschied zu einer „klassischen“ Zustandsbeschreibung wird manchmal übersehen: Sofern die Wellenfunktion nicht schon vor der Messung einen Eigenzustand beschreibt, enthält sie mehrere Eigenzustände und für jeden eine Wahrscheinlichkeit unter 100*%. Sie beschreibt dann gewissermaßen nicht wirklich das System, sondern das unvollständige Wissen über das System. Fröhner[4] hat nachgewiesen, dass die quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten widerspruchsfrei als Bayessche Wahrscheinlichkeiten aufgefasst werden können. Diese ändern sich, indem die Messung den Informationsstand des Beobachters ändert. Dazu wird keine Zeit benötigt; was kollabiert („zusammenbricht“), ist nichts Physikalisches, sondern nur der Informationsmangel des Beobachters. Ganz entsprechend haben sich hierzu Heisenberg 1960 in einer brieflichen Diskussion (siehe Zitat bei Fröhner) und Styer[5] geäußert.
Der ganze Artikel ist hier zu finden:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kollap...Wellenfunktion

In Post #118 habe ich folgendes verfasst:
Zitat:
Information ist die Messung
Wird eine Messung an einem System durchgeführt, erhält der Beobachter neue Information über das System. Höre ich beispielsweise ein „kratzen“ an der Box von Schrödingers Katze steigt dadurch die Wahrscheinlichkeit, dass diese noch am Leben ist auf knapp 100%.
Die Messung ist also nichts anderes als das Einholen neuer Information über das System.
Gewinnt der Beobachter die Information, ändern sich dadurch die Wahrscheinlichkeiten. Ist die Wahrscheinlichkeit über einen konkreten Zustand bei 100%, sind alle anderen Möglichkeiten damit ausgeschlossen.
Ob diese Information im Beispiel von Schrödingers Katze akustisch durch ein "miau", visuell durch das Öffnen der Box, einer Kamera oder einem Pulsmesser angeeignet wird, ist dabei egal.
Inhaltlich sind sich die beiden Beschreibungen meines Erachtens sehr sehr ähnlich.
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  #183  
Alt 23.12.22, 14:03
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Zitat:
Ein entscheidender Unterschied zu einer „klassischen“ Zustandsbeschreibung wird manchmal übersehen: Sofern die Wellenfunktion nicht schon vor der Messung einen Eigenzustand beschreibt, enthält sie mehrere Eigenzustände und für jeden eine Wahrscheinlichkeit unter 100*%. Sie beschreibt dann gewissermaßen nicht wirklich das System, sondern das unvollständige Wissen über das System. Fröhner[4] hat nachgewiesen, dass die quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten widerspruchsfrei als Bayessche Wahrscheinlichkeiten aufgefasst werden können. Diese ändern sich, indem die Messung den Informationsstand des Beobachters ändert. Dazu wird keine Zeit benötigt; was kollabiert („zusammenbricht“), ist nichts Physikalisches, sondern nur der Informationsmangel des Beobachters. Ganz entsprechend haben sich hierzu Heisenberg 1960 in einer brieflichen Diskussion (siehe Zitat bei Fröhner) und Styer[5] geäußert.
Unter https://www.degruyter.com/document/d...-1998-0801/pdf
kann man sich den Artikel von Dr. F.H. Fröhner herunterladen. Für die Mathematiker unter euch: Dieser Artikel sollte Freude in euch wecken. Ich persönlich werde ihn noch einige weiter male studieren müssen, um ihn noch besser zu verstehen.

Die folgenden Zitate könnten euch evtl. motivieren, den Artikel ebenfalls genauer zu betrachten. Alle Annahmen und Schlussfolgerungen werden in dem Artikel mathematisch sehr ausführlich beschrieben.

Zitat:
I propose the view that general or abstract quantum theory is a general theory of probabilities and nothing else"[4].
Zitat:
Bayes' theorem is rarely mentioned in these discussions, although its importance can hardly be overstated.
Zitat:
We conclude that there is no fundamental difference between classical and quantum-mechanical probabilities. Therefore the basic rules of classical probability theory are valid also for probability waves and thus for quantum mechanics.
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  #184  
Alt 23.12.22, 21:07
Ich Ich ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Ich mache noch einen letzten Versuch:
https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_f...um_decoherence
Zitat:
Quantum decoherence explains why a system interacting with an environment transitions from being a pure state, exhibiting superpositions, to a mixed state, an incoherent combination of classical alternatives.[5] This transition is fundamentally reversible, as the combined state of system and environment is still pure, but for all practical purposes irreversible, as the environment is a very large and complex quantum system, and it is not feasible to reverse their interaction. Decoherence is thus very important for explaining the classical limit of quantum mechanics, but cannot explain wave function collapse, as all classical alternatives are still present in the mixed state, and wave function collapse selects only one of them
Hervorhebung von mir.

Der Unterschied "Superposition" <-> "inkohärente Kombination klassischer Alternativen" hat nicht mit dem Kollaps der Wellenfunktion zu tun, der eine der Alternativen auswählt. Das sind zwei paar Schuhe.
Du kannst noch so viel zum Kollaps zitieren, dadurch wird deine Behauptung nicht richtiger, eine Superposition sei nichts anderes als eine kombination klassischer Alternativen.
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  #185  
Alt 27.12.22, 09:49
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Freut mich zu lesen, dass mein Monolog unterbrochen wurde.

Zitat:
Du kannst noch so viel zum Kollaps zitieren, dadurch wird deine Behauptung nicht richtiger, eine Superposition sei nichts anderes als eine kombination klassischer Alternativen.
Könntest du zum besseren Verständnis (am besten mit Zitaten) genauer erläutern, was ich behauptet habe und warum das aus wissenschaftlicher Sicht falsch ist? Ich kann in meinen Antworten keinerlei Aussagen finden, die behaupten eine Superposition sei nichts anderes als eine Kombination klassischer Alternativen. Allgemein versuche ich mich von Behauptungen zu distanzieren. Viele meiner Aussagen und Schlussfolgerungen wurden bereits durch Zitate von anerkannten Physikern belegt.
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  #186  
Alt 01.01.23, 20:22
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Mal eine Frage an die Runde:
Beim Gedankenexperiement von Schrödingers Katze wird ja davon ausgegangen, dass sich das radioaktive Atom in Superposition befindet.

Der Beobachter weiß also nicht nur nicht, ob das Atom zerfallen ist oder nicht, sondern, solange keiner in die Box schaut, ist nicht eindeutig definiert, ob das Atom zerfallen oder nicht zefallen ist.

Gibt es eine plausible Erklärung dafür, warum nicht einfach davon ausgegangen wird, dass der Beobachter schlicht einfach nicht weiß, ob das Atom zerfallen ist oder nicht, der Zustand aber wie in der klassischen Physik zu jedem Zeitpunkt eindeutig definiert ist?
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  #187  
Alt 01.01.23, 21:26
Benutzerbild von antaris
antaris antaris ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Zitat:
Zitat von SuperpositionSimon Beitrag anzeigen
Gibt es eine plausible Erklärung dafür, warum nicht einfach davon ausgegangen wird, dass der Beobachter schlicht einfach nicht weiß, ob das Atom zerfallen ist oder nicht, der Zustand aber wie in der klassischen Physik zu jedem Zeitpunkt eindeutig definiert ist?
Tja, das ist eine gute Frage. So wie ich es sehe hängt alles nur von der Intrpretation ab aber das eigenbtliche Problem ist ja, dass Quantenobjekte in Superposition stehen und Makroobjekte nicht.
Egal wie man sich anstrengt, es ist einfach nicht möglich ein Auto durch 2 Spalte gleichzeitig zu werfen. Beim Quantenobjekt geht das aber.

Das hat aber grundsätzlich nichts damit zu tun, dass ein Auto aus vielen Teilchen zusammengesetzt ist. Denn man kann Moleküle mit bis zu 2000 Atome noch durch 2 Spalte gleichzeitig werfen.
Das Problem ist, dass man ein Auto problemlos lokalisieren kann, denn es ist "groß bzw. schwer genug". Wäre das Auto nur 2000 Atome groß, so würde man es nicht einfach so lokalisieren können.

Der Unterschied besteht in der "Informationsdichte", denn ein Auto reflektiert und/oder emmitiert Photonen, ohne spezielle Präparation. Ein Quantenobjekt macht das nicht ohne Präparation und "zeigt sich" somit nicht. Erst die Abgabe der Informationen an die Umgebung führt zur Lokalisierung und das Versteckspiel hat ein Ende.

Sprich in Superposition hat der "Teilchenchgarakter" des Quantenobjekt keinen eindeutig definierten Ort.
Was man sich aber wirklich fragen muss, ist ob das Quantenobjet überhaupt mit einem massiven Teilchen beschrieben werden kann oder ob dafür nicht vollkommen der Wellencharakter ausreicht (und das Teilchenphänomen sich daraus ergibt).

Ich denke das Massive der Materie entsteht erst durch die Atom-/Molekülbindungen aber ist nur meine spekulative Meinung.

Um überhaupt ein Interferenzmuster erzeugen zu können, muss die Wellenlänge des untersuchten Quantenobjekts marginal kleiner sein, als die Maße der Spalte.

Die Wellenlänge ist y = h/p = h/(m*v)

Somit wird der Spalt durch die Fähigkeiten der Spaltkontsrukteure und letztendlich durch die Abmessungen der Atome begrenzt.
Nimmt man aber eine natürliche Grenze wie die Planck-Länge als kleinste mögliche Spaltmaße an, so ist dort eben die natürliche Grenze für Interferenzen zu suchen.
Darum ja meine Überlegung im anderen Thread, wie es denn überhaupt sein kann, das es Wellenlängen kleiner der Planck-Länge geben kann.
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Ge?ndert von antaris (01.01.23 um 21:49 Uhr)
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  #188  
Alt 02.01.23, 10:17
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Zitat:
aber das eigenbtliche Problem ist ja, dass Quantenobjekte in Superposition stehen und Makroobjekte nicht.
Das hätte ich schon gerne genauer, denn:

Zitat:
Fröhner[4] hat nachgewiesen, dass die quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten widerspruchsfrei als Bayessche Wahrscheinlichkeiten aufgefasst werden können. Diese ändern sich, indem die Messung den Informationsstand des Beobachters ändert.
Geht es nur um den Informationsstand des Beobachters ist es egal ob es sich um Quantenobjekte oder und Makroobjekte handelt. Warum kann also ein radioaktives Atom bei dem der Beobachter keine Information darüber hat, ob es zerfallen ist oder nicht mit der Superposition beschrieben werden, ein Münzwurf hingegen bei dem der Beobachter nicht weiß, ob Kopf oder Zahl gefallen ist, kann hingegen nicht als Superposition beschrieben werden.
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  #189  
Alt 02.01.23, 10:29
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antaris antaris ist offline
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Standard AW: Warum das Interferenzmuster im Doppelspaltversuch

Zitat:
Zitat von SuperpositionSimon Beitrag anzeigen
Das hätte ich schon gerne genauer, denn:



Geht es nur um den Informationsstand des Beobachters ist es egal ob es sich um Quantenobjekte oder und Makroobjekte handelt. Warum kann also ein radioaktives Atom bei dem der Beobachter keine Information darüber hat, ob es zerfallen ist oder nicht mit der Superposition beschrieben werden, ein Münzwurf hingegen bei dem der Beobachter nicht weiß, ob Kopf oder Zahl gefallen ist, kann hingegen nicht als Superposition beschrieben werden.
Nein es ist nicht egal, denn um ein Interferenzmuster zu erzeugen wird ein Spalt von der Größe der Wellenlänge benötigt (bzw. etwas größer als die Wellenlänge).
Aber ja, nur weil wir keinen Spalt für ein Auto konstruieren können, heißt das erstmal nicht, dass eine Interferenz unmöglich ist.
Das Makroobjekt wechselwirkt immer mit seiner Umgebung und gibt so Informationen ab, das Quantenobjekt nicht.
Aber um eine Auto durch den Spalt zu schießen, müsste die Geschwindigkeit extrem lagsam sein bei einem Auto. Da wir uns aber generell nicht in einem Ruhezustenmd befinden, ist es doch schon alleine deswegen unmöglich das Experiment für ein Auto zu präparieren.

Mit den Wahrscheinlichkeiten wäre ich persönlich vorsichtig, da eben im Hintergrund ja doch möglicherweise Prozesse ablaufen, die uns eine stochastische Wahrscheinlichkeit "vorgaukeln" (einfach nur wegen den unüberschaubaren Wechselwirkungen, deren natürliche Anfangszustände wir nicht kennen).
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  #190  
Alt 09.01.23, 18:50
SuperpositionSimon SuperpositionSimon ist offline
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Zitat:
Mal eine Frage an die Runde:
Beim Gedankenexperiement von Schrödingers Katze wird ja davon ausgegangen, dass sich das radioaktive Atom in Superposition befindet.

Der Beobachter weiß also nicht nur nicht, ob das Atom zerfallen ist oder nicht, sondern, solange keiner in die Box schaut, ist nicht eindeutig definiert, ob das Atom zerfallen oder nicht zefallen ist.

Gibt es eine plausible Erklärung dafür, warum nicht einfach davon ausgegangen wird, dass der Beobachter schlicht einfach nicht weiß, ob das Atom zerfallen ist oder nicht, der Zustand aber wie in der klassischen Physik zu jedem Zeitpunkt eindeutig definiert ist?
Ich denke ich bin der Antwort dieser Frage ein Stück näher gekommen:
Damit das radioaktive Atom nur unbekannt, aber nicht undefiniert wäre, bevor der Zustand des Atoms gemessen wird, müsste immer die Bellsche Ungleichung erfüllt werden. Ich gehe davon aus, dass die Bellsche Ungleichung bei dem radioaktiven Atom jedoch verletzt wird. Daher ist die Schlussfolgerung, dass sich dieses Atom in Superposition befinden muss.

In diesem Video ist das recht gut beschrieben:
https://www.youtube.com/watch?v=f72whGQ31Wg&t=789s
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