Verschränkung, Strahlungsdruck

[Timm]

Zitat von Philipp Wehrli

Schrödinger hat nämlich festgestellt, dass nach dem allgemein verwendeten Formalismus der Quantentheorie auch Katzen in überlagerten Zuständen sind.

Da verschweigst Du aber das Wesentliche. Schrödinger wollte darauf hinaus, daß Katzen gerade nicht in überlagerten Zuständen sind, sondern entweder tot oder lebendig.

http://de.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dingers_Katze

Aus Schödinges Aufsatz von 1935 Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik. §5. Sind die Variablen wirklich verwaschen?

... Die Psi-Funktion des ganzen Systems würde das so zum Ausdruck bringen, daß in ihr die lebende und die tote Katze (s. v. v.) zu gleichen Teilen gemischt oder verschmiert sind. Das Typische an solchen Fällen ist, daß eine ursprünglich auf den Atombereich beschränkte Unbestimmtheit sich in grobsinnliche Unbestimmtheit umsetzt, die sich dann durch direkte Beobachtung entscheiden läßt. Das hindert uns, in so naiver Weise ein „verwaschenes Modell“ als Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen.

Beachte den Konjunktiv.
Und Manjit Kumar kommentiert in seinem Buch "Quanten" Seite 381:

Schrödinger und dem gesunden Menscherverstand zufolge ist die Katze entweder tot oder lebendig, abhängig davon, ob ein atomarer Zerfall stattgefunden hat oder nicht.

[RoKo]

Zitat von Philipp Wehrli

.. Schrödinger hat nämlich festgestellt, dass nach dem allgemein verwendeten Formalismus der Quantentheorie auch Katzen in überlagerten Zuständen sind.

Leider kann sich Erwin Schrödinger gegen diese völlige Fehlinterpretation nicht mehr zur Wehr setzen.

Falls du jemals Interesse an Quantenmechanik haben solltest, kann ich dir seinen Aufsatz "Zur gegenwärtigen Situation in der Quantenmechanik", erschienen in "Die Naturwissenschaften" Heft 48, 29.11.1935 nur wärmstens empfehlen.

Der erste Teil dieses Aufsatzes endet nach dem Katzenbeispiel mit den Worten: "Dies hindert uns, in so naiver Weise ein verwaschenes Modell als Abbild der Wirklichkeit gelten zu lassen." Leider wird dieser Satz ebenso wie die Ausführungen davor in den Zitaten oft weggelassen. Sonst würde nämlich allzu deutlich werden, dass er die Anwendung des "allgemein verwendeten Formalismus" auf den Messprozess, wie es John von Neumann 1932 getan hat, für unsinnig gehalten hat.

Weiter geführt wurde die Idee unter dem Stichwort 'Wigners Freund', einem Gedankenexperiment, das untersucht, ob die Verschränkung durch einen bewusst denkenden Beobachter aufgehoben wird. Nach dem heute verwendeten Formalismus der Quantentheorie ist dies nicht der Fall.

Die Princtoner Schule hat sich jedoch nicht davon abhalten lassen, diesen Unsinn weiter zu verfolgen. Eugen Wigner hat dann konsequenterweise die Weiterführung des "Formalismus" bis zum menschlichen Bewusstsein vorgeschlagen.

Das unter dem Stichwort 'Wigners Freund' durchgeführte Gedankenexperiment wiederum zielte darauf, genau diese Überlegung von Wigner ad absurdum zu führen.

Wigner hat das offensichtlich nie verstanden, sonst hätte er als Doktorvater von Hugh Everett, dem Erfinder der "Viele-Welten-Interpretation" dessen Arbeit nicht durchgehen lassen.

Zitat von Hawkwind:Auf den Seiten unseres Betreibers z.B. findest du, wie sich das Katzenparadoxon heutzutage auflöst:
http://www.quanten.de/pdf/schroedingers_katze.pdf

Auch dir und Birgit Blomfleur kann ich nur empfehlen, o.a. Schrödingers Aufsatz (und dessen Fortsetzung in den Heften 49 und 50) mal aufmerksam zu studieren und ansonsten die Debatten zum Thema, wie z.B.: "Why Decoherence has not Solved the Measurement Problem" zur Kenntnis zu nehmen.

Vorläufiges Facit: Der "heute verwendete Formalismus der Quantentheorie", also Schrödinger-Gleichung + Bornregel reicht zum Berechnen ("shut up and calculate") völlig aus. Zur weitergehenden Welterklärung ist er jedoch unzureichend.

Zum Thema:

Man sollte sich stets darüber im klaren sein, dass unsere Theorien Modelle von der Wirklichkeit sind und nicht die Wirklichkeit selbst. Mit dem Modell "Photon" kommt man bei der Betrachtung des Verhaltens von elektromagnetischen Wellen in Lichtleitern bzw. bei Totalreflexion nicht weiter. Die Betrachtung von "Impulsen", also die Anwendung mechanischer Modelle, ist da völlig unangebracht.

[richy]

Demnach kollabiert die Wellenfunktion nicht erst durch einen Beobachter,
sondern durch Wechselwirkungen des Systems mit der Umgebung.

Das wuerde Anton Zeilinger in dieser Form mit Sicherheit nicht unterschreiben.

[Hawkwind]

Zitat von richy

Das wuerde Anton Zeilinger in dieser Form mit Sicherheit nicht unterschreiben.

Ich kann natürlich nicht Zeilingers Gedanken lesen - deshalb ein Verweis auf die Review-Arbeit von Z.H. Zurek zur Dekohärenz, der ja zu ihrem Verständnis auch in vielen Originalarbeiten wesentlich beigetragen hat:

WH Zurek - Reviews of Modern Physics, 2003

DECOHERENCE, EINSELECTION, AND THE QUANTUM ORIGINS OF THE CLASSICAL

In this very immediate sense decoherence enforces the apparent "collapse of the wavepacket": After a decoherence timescale, only the einselected memory states will exist and retain useful correlations

[Bauhof]

Zitat von Hawkwind

Ich kann natürlich nicht Zeilingers Gedanken lesen - ...

Hallo Hawkwind,

man bezeichnet den Verlust von Interferenzfähigkeit auch als Dekohärenz. Ist der Eintritt der Dekohärenz gleichbedeutend mit dem Kollaps der Wellenfunktion?

M.f.G. Eugen Bauhof

[Hawkwind]

Zitat von Bauhof

Hallo Hawkwind,

man bezeichnet den Verlust von Interferenzfähigkeit auch als Dekohärenz. Ist der Eintritt der Dekohärenz gleichbedeutend mit dem Kollaps der Wellenfunktion?

M.f.G. Eugen Bauhof

Ich würde sagen "im Endeffekt ja".
Streng genommen ist es natürlich nicht dasselbe: der nichtlokale Kollaps der Kopemhagener Deutung ist nicht wirklich Physik sondern Interpretation.

Im Gegensatz dazu steht die Dekohärenz aber auf dem Boden der überprüfbaren Quantenmechanik; es lassen sich auch typische Dekohärenzzeiten berechnen, etc.. Dekohärenz respektiert nach meinem Verständnis im Gegensatz zum "Kopenhagener Kollaps" auch Lokalität.
Zurek spricht auch von einem "effektiven Kollaps":
"effective collaps of the wavepacket".

Ich denke, er meint damit genau das, was du auch sagst.


Vielleicht gibt Zureks Arbeit auch die Antwort auf die ursprüngliche Frage in diesem Thread (warum Totalreflexion in einem Lichtleiter die Verschränkung von Photonenpaaren nicht zwangsläufig aufhebt).

Decoherence is caused by the interaction with the environment
which in effect monitors certain observables
of the system, destroying coherence between the pointer
states corresponding to their eigenvalues. This leads
to environment-induced superselection or einselection, a
quantum process associated with selective loss of information.
Einselected pointer states are stable. They can
retain correlations with the rest of the Universe in spite
of the environment.

Hervorhebung von mir.
Denke, es könnte lohnen, sich mit dieser Arbeit zu beschäftigen, um das alles mal richtig oder zumindest besser zu verstehen. Ist aber eine Menge "Zeugs".

[richy]

Hi

Demnach kollabiert die Wellenfunktion nicht erst durch einen Beobachter, sondern durch Wechselwirkungen des Systems mit der Umgebung.

Mich stoert hier lediglich der Begriff der "Wechselwirkung". Denn damit kann doch nur eine physikalische Wechselwirkung gemeint sein. Und dies entspricht nicht der Schulmeinung. Die Schulmeinung vertritt Anton Zeilinger. Die Kopenhagener Deutung in Verbindung mit dem Dekohaerenzprogramm genannt Kopenhagener Interpretation. Und Zeilinger wuerde dies in etwa so wie Holger Ausruecken, dessen Frage mich auch interessiert :

Wie beim Strahlungsdruck, bei dem auf dem reflektierenden Medium ein Impuls auftritt, müßte auch hier dadurch Information vom Photon auf das reflektierende Medium übertragen werden

Der Exkurs zur Geschichte des Dekohaerenzprogamms im Forum ist doch noch gar nicht lange her. Wurde das alles schon wieder vergessen ?

Zitat von Wiki

Before an understanding of decoherence was developed the Copenhagen interpretation of quantum mechanics treated wavefunction collapse as a fundamental, a priori process. Decoherence provides an explanatory mechanism for the appearance of wavefunction collapse and was first developed by David Bohm in 1952 who applied it to Louis DeBroglie's pilot wave theory, producing Bohmian mechanics,[14][15] the first successful hidden variables interpretation of quantum mechanics. Decoherence was then used by Hugh Everett in 1957 to form the core of his many-worlds interpretation.

Natuerlich gibt es bezueglich der Gleichungen nur ein Dekohaerenzprogramm aber Zeilinger kann doch nicht ins Lager der Viele Welten wechseln. Also musste er eine Kopenhagener Version des Dekohaerenzprogrammes entwickeln. Und die kann unmoeglich die Ausagen von Zurek enthalten die der Betreiber dieses Forums wohl einfach abgepinselt hat. So geht das nicht ! Denn dann ist das Ergebnis der Einsteinsche Realismus.
Zurek vertritt einen Realismus und damit nicht die Schulmeinung. Den Gleichungen ist das natuerlich egal.

Zurek

Zitat von Wiki

Zurek besuchte das Gymnasium in Bielsko-Biała, studierte an der TU Krakau (Diplom 1974) und wurde 1979 an der Universität Austin bei John Archibald Wheeler promoviert.

http://de.wikipedia.org/wiki/Wojciech_Zurek
Archibald Wheeler

Zitat von Wiki

Als Ansatz für die Quantentheorie der Gravitation führte er (Wheeler) mit Bryce DeWitt die Wheeler-Dewitt-Gleichung als eine Wellenfunktion des gesamten Universums ein.

http://de.wikipedia.org/wiki/John_Archibald_Wheeler

Prof Zeh

Zitat von Wiki

Er (Zeh) beschäftigte sich schon seit den 1960er Jahren mit den Grundlagenproblemen der Quantenmechanik, insbesondere mit der Many-Worlds-Interpretation von Hugh Everett III, wobei er bei der Untersuchung darin offen gelassener Fragen zu einem der Begründer der Theorie der Dekohärenz wurde.[3], die in den 1980er Jahren von Wojciech Zurek, Zeh, Erich Joos (ebenfalls in Heidelberg), Claus Kiefer (der bei Zeh promovierte) und anderen ausgebaut wurde.

http://de.wikipedia.org/wiki/Dieter_Zeh
Das sind alles Realisten und deren Aussagen darf man nicht einfach mit dene der Schulmeinung also mit denen von Zeilinger mischen ! Das ist doch selbstverstaendlich.
@Hawkwind
Danke fuer das Paper, das scheint mir recht interessant. Gerade weil Zurek sicherlich die VWI nun nicht sonderlich betont. Leider, weil dies dann zu solchen Missverstaendnissen fuehrt.

Gruesse

[Hawkwind]

Zitat von richy

Hi

Mich stoert hier lediglich der Begriff der "Wechselwirkung". Denn damit kann doch nur eine physikalische Wechselwirkung gemeint sein. Und dies entspricht nicht der Schulmeinung.

Das Dekohärenzprogramm ist doch längst "Schulmeinung". Lies doch mal z.B. die Papiere von Experimentatoren, die die Rolle von Dekohärenz bei der Übertragung von verschränkten Photonen über makroskopische Distanzen diskutieren: Dekohärenzzeiten gegen typische Zeiten des Experiments etc.. Schulmeinung heisst doch nicht: Stand Quantenmechanik und ihrer Deutungen im Jahr 1936; Physik entwickelt sich weiter.

Zitat von richy

Die Schulmeinung vertritt Anton Zeilinger. Die Kopenhagener Deutung in Verbindung mit dem Dekohaerenzprogramm genannt Kopenhagener Interpretation.

Nur am Rande: was ist das für eine Wortschöpfung: "Kopenhagener Deutung" und "Kopenhagener Interpretation" sind Synonyme.

Zitat von richy

...
Natuerlich gibt es bezueglich der Gleichungen nur ein Dekohaerenzprogramm aber Zeilinger kann doch nicht ins Lager der Viele Welten wechseln. Also musste er eine Kopenhagener Version des Dekohaerenzprogrammes entwickeln. Und die kann unmoeglich die Ausagen von Zurek enthalten die der Betreiber dieses Forums wohl einfach abgepinselt hat. So geht das nicht !

Ich sehe nicht, dass Zurek in dem Papier irgendeine Deutung vertritt. Er diskutiert doch zu Anfang kurz beide: Kopenhagen & VWI. Nach meinem Verständnis ist Dekohärenz nicht so etwas wie eine zusätzliche Deutung und ersetzt die Deutungen auch nicht ... ergänzt sie höchstens.

Um z.B. die Nichtlokalität im EPR-Experiment zu beschreiben, reicht die Dekohärenz nicht; du wirst eine der Deutungen hinzuziehen müssen.

Mir gefallen die mehr populärwissenschaftlichen Beschreibungen auf quanten.de dazu sehr gut. Die wissenschaftlichen Arbeiten zur Dekohärenz nachzuvollziehen ist ja nun nicht so einfach.

Gruß,
Hawkwind

[Bauhof]

Zitat von Hawkwind

Das Dekohärenzprogramm ist doch längst "Schulmeinung".

Hallo Hawkwind,

ja, das denke ich auch. Ich las einige Bücher von Zeilinger. Daraus erhellt das.

Zeilinger schreibt in [1] auf Seite 101:

In allen diesen Fällen können wir dann von einer Kopplung unseres interferierenden Teilchens mit der Umgebung sprechen. Diese Kopplung transportiert Information in die Umgebung, und zwar Information darüber, welchen Weg das Teilchen genommen hat. Und wenn diese Information vorhanden ist, kommt es eben nicht zu dem Interferenzphänomen. Man bezeichnet diesen Verlust von Interferenzfähigkeit auch als Dekohärenz.

Zeilinger schreibt in [1] auf Seite 105:

So ein Experiment haben wir durchgeführt, indem wir die Fullerenmoleküle künstlich aufheizten, was durch die Strahlen eines sehr starken Lasers geschehen kann. Wenn die Fullerenmoleküle sehr heiß sind, in unserem Fall etwa 3000 Grad Celsius, dann senden sie so viele Photonen aus, dass das Interferenzbild tatsächlich verschwindet. In diesem Fall haben wir also eine klare Demonstration der Dekohärenz wegen ausreichend starker Kopplung an die Umgebung.

Ob man nun den Verlust der Interferenzfähigkeit als Kohärenz-Zusammenbruch der Wellenfunktion oder als Kollaps der Wellenfunktion bezeichnet, dürfte doch auf das gleiche hinauslaufen, oder nicht? 'Kollaps der Wellenfunktion' scheint nur ein veralteter Begriff aus den Zeiten von Born, Bohr und Heisenberg zu sein.

Mit freundlichen Grüßen
Eugen Bauhof

[1] Zeilinger, Anton
Einsteins Schleier. Die neue Welt der Quantenphysik.
München 2003. ISBN=3-406-50281-4

[Timm]

Hallo Eugen,

Zitat von Bauhof

Ob man nun den Verlust der Interferenzfähigkeit als Kohärenz-Zusammenbruch der Wellenfunktion oder als Kollaps der Wellenfunktion bezeichnet, dürfte doch auf das gleiche hinauslaufen, oder nicht? 'Kollaps der Wellenfunktion' scheint nur ein veralteter Begriff aus den Zeiten von Born, Bohr und Heisenberg zu sein.

Ich habe gerade überlegt, wie oft wir Zeilinger schon zitiert haben, mich eingeschlossen.

Nach meinem Eindruck verbindet er 'Kollaps der Wellenfunktion' nicht mit dem Dekohärenzprozess, sondern mit dem Meßprozess, also dem "Klick" des Detektors, S. 190 ff. Für ihn ist die Wellenfunktion nicht "als etwas Realistisches zu betrachten, das in Raum und Zeit existiert" sondern als ein mentales Konstrukt, eine Rechenvorschrift, die Wahrscheinlichkeiten angibt. Im Moment des "Klicks" beim einen Detektor sinkt die Wahrscheinlichleit beim anderen auf 0. Insofern stellt sich gar nicht die Frage, ob sich da etwas in Raum und Zeit ausbreitet und dann kollabiert.

Gruß, Timm