Frage zur Messung von verschränkten Teilchen

[Plankton]

Zitat von TomS

Lass' uns die beiden Aussagen mal auseinanderhalten.

Wenn du das System vom Beobachter trennst und orthodox argumentierst, dann ist die beobachtbare Dynamik (= der Kollaps) nicht mit den Regeln der QM (Schrödingergleichung) berechenbar.

Wenn du dagegen das Gesamtsystem (= quantenmechanisches Subsystem + Messgerät + Beobachter + ...) betrachtest und gemäß Everett argumentierst, dann ist die Dynamik des Gesamtsystems mittels den Regeln der QM beschreibbar. Die Dekohärenz sagt dir, dass aufgrund der extrem kurzen Dekohärenzzeiten effektiv ein Kollaps beobachter wird, d.h. die beobachtbare Dynamik sieht aus wie ein Kollaps und ist wiederum beschreibbar.

Oder nicht? Verstehe ich dich falsch?

So ist es richtig, insbesondere IMHO weil das direkt aus dem Satz von mir folgt.

[TomS]

Schön, dass du mir zustimmst, aber ich verstehe deine Logik nicht.

Du schreibst

Zitat von Plankton

... die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch nicht beschreibbar.

Ich schreibe:

Zitat von TomS

... die direkt beobachtbare Dynamik bei einer Messung ist mathematisch exakt mittels der Quantenmechanik beschreibbar.

Das widerspricht deiner Aussage!

Darauf schreibst du

Zitat von Plankton

Für mich schreibst du quasi nochmal das selbe in grün.

Wie gesagt, das tue ich nicht, ich schreibe das Gegenteil von dem, was du sagst. Darauf weise ich dich auch hin:

Zitat von TomS

Du behauptest, die Dynamik im Kontext einer Messung sei nicht mathematisch beschreibbar; ich behaupte, sie ist mathematisch exakt beschreibbar.

Dann schreibe ich nochmal eine etwas detailliertere Fassung meiner Aussage auf. Darauf hin schreibst du

Zitat von Plankton

So ist es richtig, insbesondere IMHO weil das direkt aus dem Satz von mir folgt.

Wie kann das sein? Wie kann meine Aussage, die das Gegenteil von deiner Aussage bedeutet, aus deiner Aussage folgen?

[JoAx]

Zitat von TomS

Wie kann das sein?

Schließe mich der Frage an.

[gaju]

Zitat von TomS

Zitat:Ach so. Also der Zustand wird bei der Messung nicht geändert oder festgelegt, sondern nur "aufgedeckt".
Nein, das stimmt so nicht ganz.

Zitat:
Also war der gemeinsame Zustand der beiden Teilchen seit ihrer Erzeugung schon immer so wie er war.
Ja

Im normalen Leben ist das ein Widerspruch. Aber Teilchen verhalten sich anscheinend anders.

Sind dann evtl. vor der Messung 2 oder alle möglichen Zustände parallel vorhanden? Und bei der Messung wird nur einer, der schon immer da war, aufgedeckt?
Wie bei einem Würfel, vor der Messung dreht er sich und bei der Messung wird er angehalten? Die Zahl, die man dann sieht wäre ja dann auch schon immer da gewesen.

Zitat von TomS

Betrachte zwei verschränkte Photonen, jeweils Einzelspin = 1, insgs. in einem Spin-Singulet, also Gesamtspin = 0. Diesen Zustand vor der Messung kann man schreiben als
|0> = |+1>a|-1>a + |-1>a|+1>a
"a" steht für eine beliebige Achse, bzgl. der die Spinorientierung definiert wird; das erste Teilchen wird durch den ersten Zustandsvektor, das zweite durch den zweiten Zustandsvektor repräsentiert; die Verschränkung kommt durch das "+" zu Ausdruck, d.h. man kann nicht mehr sagen, welches Teilchen nun welchen Zustand hat, nur dass sie insgs. den Spin = 0 tragen.

Beachte, dass ich bei |0> den Index "a" nicht vergessen habe. Der Singulett-Zustand |0> ist unabhängig davon, bzgl. welcher Achsen (x, y, z oder auch beliebig rotiert) ich rechts die Einzelspins definiere!

Nun nehmen wir an, ich messe am ersten Teilchen die Spinorientierung bzgl. einer anderen Achse "b" und finde +1. D.h. nach der Messung weiß ich sicher, dass der Zustand
|0'> = |+1>b|-1>b
vorliegt.

Das ist ein anderer Zustand als vor der Messung; die Messung ändert den Zustand also durchaus!

(Man kann nun im Rahmen der Interpretation der QM streiten, wie genau; was ich hier verwende ist die orthodoxe Interpretation, nicht die Viele-Welten-Interpretation, die ich selbst bevorzuge, die aber das eigtl. Problem verdecken würde).

Nun könnte man auf die Idee kommen, dass der Zustand bereits vor der Messung von der Form
|0> = |+1>b|-1>b
war. Das ist jedoch aus mehreren Gründen nachweislich falsch:

Zunächst mal kann man nach der Präparation jedoch noch vor der Messung die Achse "b" wählen; wie soll nun ein Zustand, den ich jetzt und hier präpariere, später von einer Entscheidung des Experimentators später und dort erfahren, noch später bzgl. "b" messen zu wollen? Dann kann man versuchen, verborgene Variablen einzuführen, d.h. Variablen, bzgl. derer eine Art klassische, bereits vorher festgelegte Spinorientierung jedes einzelne Teilchens existiert, die quantenmechanisch nicht erfasst und beschrieben wird. Diese prä-existente Spinorientierung würde dann im Zuge des Experiments nur offenbar, nicht festgelegt. Bell war in der Lage, im Zuge der Herleitung seiner berühmten Ungleichung mathematisch zu beweisen, dass bereits diese Annahme zu einer explizit anderen Vorhersage für bestimmte Messungen (Korrelationen) führt, als sie die Quantenemchanik. Dies wurde experimentell überprüft, die QM bestätigt, die verborgenen Variablen damit widerlegt.

D.h. die Annahme, der Spin jedes einzelne Teilchens läge bereits vorher irgendwie fest, ist nachweislich falsch. Das unterscheidet quantenmechansiche Objekte z.B. von Schuhen, denn ein Schuh ist tatsächlich schon (z.B.) immer ein rechter Schuh, auch vor der Messung. Das erste Photon ist aber nicht schon vorher ein "Spin = +1 Photon bzgl. Achse b"; es existiert in einem verschränkten Paar mit Gesamtspin = 0; alle weiteren Zuschreibungen von Eigenschaften zu den einzelnen Photonen ist falsch.

Danke für Deine Ausführungen.

Also laut den Formeln ist der gemeinsame Zustand vor der Messung ein anderer als nach der Messung.

Gilt diese Aussage dann auch für das 2. Teilchen separat?
Also vor der Messung des 1. Teilchen hat das 2. Teilchen einen anderen Zustand als nach der Messung des 1. Teilchens?

[TomS]

Zitat von gaju

Im normalen Leben ist das ein Widerspruch. Aber Teilchen verhalten sich anscheinend anders.

Quanten verhalten sich anders. Fundamental anders!

Zitat von gaju

Wie bei einem Würfel, vor der Messung dreht er sich und bei der Messung wird er angehalten? Die Zahl, die man dann sieht wäre ja dann auch schon immer da gewesen.

Ich bin nicht sicher, ob ich dich verstehe.

Zitat von gaju

Also laut den Formeln ist der gemeinsame Zustand vor der Messung ein anderer als nach der Messung.

Ja

Zitat von gaju

Gilt diese Aussage dann auch für das 2. Teilchen separat?

Nein.

Man kann nie eines der beiden Teilchen separat betrachten; das besagt auch die verschränkte Struktur des Zustandes

Zitat von gaju

Also vor der Messung des 1. Teilchen hat das 2. Teilchen einen anderen Zustand als nach der Messung des 1. Teilchens?

Vor der Messung hat das erste Teilchen gar keinen definierten und insbs. keinen separat betrachtbaren Zustand.

[gaju]

Zitat von TomS

Man kann nie eines der beiden Teilchen separat betrachten; das besagt auch die verschränkte Struktur des Zustandes

Vor der Messung hat das erste Teilchen gar keinen definierten und insbs. keinen separat betrachtbaren Zustand.

Ok, dann wird am 2. Teilchen wirklich kein Ereignis (Zustandsänderung) ausgelöst. Schade eigentlich
Und ich sehe auch keine irgendwie spukhafte Verbindung zwischen den verschränkten Teilchen. Das einzig mysteriöse ist der undefinierte Zustand bzw. die Zustandslosigkeit der separaten Teilchen vor der Messung.

[TomS]

Zitat von gaju

Ok, dann wird am 2. Teilchen wirklich kein Ereignis (Zustandsänderung) ausgelöst.

Die Zustandsänderung wird am Gesanmtzustand ausgelöst und betrifft beide Teilchen.

Zitat von gaju

Und ich sehe auch keine irgendwie spukhafte Verbindung zwischen den verschränkten Teilchen. Das einzig mysteriöse ist der undefinierte Zustand bzw. die Zustandslosigkeit der separaten Teilchen vor der Messung.

Ja, so könnte man es sagen.

Das Problem resultiert aus der Idee des "lokalen Realismus", dass man nämlich einem lokalisierten Objekte (hier: Photobn) auch eine lokalisierte Eigenschaft (hier: Spin) zuschreiben möchte. Die QM sagt (theoretisch beweisbar sowie experimentell überprüfbar) dass das nicht möglich ist. Wenn man sich davon veranschieden, dann ist alles OK.

[TheoC]

Zitat von TomS

Das Problem resultiert aus der Idee des "lokalen Realismus", dass man nämlich einem lokalisierten Objekte (hier: Photobn) auch eine lokalisierte Eigenschaft (hier: Spin) zuschreiben möchte. Die QM sagt (theoretisch beweisbar sowie experimentell überprüfbar) dass das nicht möglich ist. Wenn man sich davon veranschieden, dann ist alles OK.

Anders gesagt besteht imho das Problem darin, das wir als Menschen automatisch, durch Messungen wahrgenommenen (Quanten-) Eigenschaften - (zB: Spin) - zwanghaft versuchen Dingen (zB Photon) zuzudenken!

Die Sprache, geprägt durch unsere Denkstruktur, stellt das Problem dar, bzw. die daraus resultierenden Vorstellungen.

Eine punkthafte (lokale) Wirkung in einer Wechselwirkung bedeutet nicht, dass die Ursache dafür punktförmige (lokale) "Dinge" sind.

Was wir als "Ding" bezeichnen ist das Resultat eines (Mess-) bzw. Denkprozesse. Wir gruppieren automatisch Eigenschaften zu einem Ding, was nicht bedeutet, das es das Ding an sich, ausserhalb unserer Wahrnehmung, in der Art auch gibt.

lg
Theo

[TomS]

Zitat von TheoC

Anders gesagt besteht imho das Problem darin, das wir als Menschen automatisch, durch Messungen wahrgenommenen (Quanten-) Eigenschaften - (zB: Spin) - zwanghaft versuchen Dingen (zB Photon) zuzudenken!

Jein.

Das, was wir als Messung bezeichnen, nämlich ein spezieller quantenmechanischer Prozess, der Objekte und deren Eigenschaften präpariert und lokalisiert, gestattet uns das.

Der Fehler liegt darin begründet, auf Objekte, deren Eigenschaften sowie auch deren "Existenzweise" vor bzw. ohne Messprozess zurückzuschließen. Die QM sagt uns letztlich, dass dies - zumindest in anschaulichen Kategorien - verboten ist.

Zitat von TheoC

Die Sprache, geprägt durch unsere Denkstruktur, stellt das Problem dar, bzw. die daraus resultierenden Vorstellungen.

Ja.

(Derrida würde ein Essay verfassen)

Zitat von TheoC

Eine punkthafte (lokale) Wirkung in einer Wechselwirkung bedeutet nicht, dass die Ursache dafür punktförmige (lokale) "Dinge" sind.

Ja.

(noch ein Essay)

Zitat von TheoC

Was wir als "Ding" bezeichnen ist das Resultat eines (Mess-) bzw. Denkprozesse. Wir gruppieren automatisch Eigenschaften zu einem Ding, was nicht bedeutet, das es das Ding an sich, ausserhalb unserer Wahrnehmung, in der Art auch gibt.

Ja.

Genauer gesagt, wir orientieren unsere Denk- an unseren Beobachtungsprozessen. Die QM sagt uns jedoch, dass das i.A. unzulässig ist. Sie liefert uns zugleich einen exakten, abstrakten Formalismus, der zulässig ist. Ich denke, wenn man sich damit abfinden kann, dass Mathematik - und nicht Deutsch oder Englisch - die Sprache der Natur ist, dann ist man auf der Gewinnerseite.

(ein drittes Essay)

[TheoC]

Zitat von TomS

Jein.

Ich denke, wenn man sich damit abfinden kann, dass Mathematik - und nicht Deutsch oder Englisch - die Sprache der Natur ist, dann ist man auf der Gewinnerseite.

100% Zustimmung

bedeutet letztendlich imho dass wenn wir unsere Alltags- Dinge in immer kleinere Teile zerlegen, die letztendlich "kleinsten Elemente", diese Quante-Entitäten eben keine "stofflichen oder energetischen Dinge an sich" sind!

Was (oder wie) sind die Quanten- Entitäten aber, wenn sie nicht "Wirken"?

Nichtlokal (eine stehende unendlich ausgebreitete Welle), mit dem ganzen Universum verbunden, und in der tatsächlichen (zukünftigen) Wirkung unbestimmt = Nichtreal! Ist eigentlich das genaue Gegenteil von dem was ich mir unter "Ding" (Teilchen) vorstelle!

Imho erscheint mir das so, als hätte eine Quanten- Entität zwei Zustände; eine zeitlich beschränkte lokale in einer konkreten Wechselwirkung, in der Ort und Zeit bestimmt sind, und in einen nichtlokalen Zustand, in dem alles Möglich ist, einen wo alle Zeit und aller Raum gleichzeitig sind.

Unklarer erscheint mir "das Ereignis" in der Quanten- Ebene. Was führt zu einem Phasenübergang von den zeitlosen, unbestimmten, nichtlokalen Zustand (Wellenfunktion) zu einer konkreten Wirkung (Punktwirkung)? Wer "zwingt" die Welle zu einem "Ausdruck"? (KI) oder was ist ein Ereignis nach der VWI, wenn die Summe aller Ereignisse = 1 ist?

Letztendlich erleben wir die Folge von einer 14 Milliarde Jahre lang andauernden Entwicklung solcher Ereignissen von 10^120 (?) Quantendingen, aus denen sich unser Universum, und wir, sich entwickelt haben.


lg
Theo