de-Broglie-Wellenlänge

[JoAx]

Hi Rolf!

Entschuldige bitte, dass ich es so unverblümt ausdrücke, aber das:

Zitat von RoKo

Gase, Flüssigkeiten, Festkörper (alles bei Temperaturen deutlich größer 0° K), Teilchenströme, E-M-Wellen, Supraleiter (u.a. nahe 0° K), usw. sind unterschiedliche Qualitäten mit unterschiedlichem Verhalten.

hört sich nach - Erde, Wasser, Luft ... , ergänzt man das noch mit Feuer, und rauskommt was? --- Alchemie.
Wollen wir wirklich dahin?

Wovon Alchemie aber keine Ahnung hatte, dafür aber die QM, zusätzlich zu den oben genannten Materiezuständen, wären z.B. Bose-Einstein-Kondensat und Plasma (zumindest).

Zitat von RoKo

Darüber hinaus gibt es zwischen KM und QM sehr qualitative, wichtige Unterschiede. KM = Impulserhaltung; QM = Führungswelle, Wahrscheinlichkeit, Superpositionsprinzip (je nach Interpretation).

KM - Energie-/Impulserhaltung
QM - Energie-/Impulserhaltung, Wahrscheinlichkeit, Superpositionsprinzip

Passt doch.

Da geht nichts verloren, Rolf. Man merkt bei der KM nur nichts von Wahrscheinlichkeit und Superpositionsprinzip. So wie man bei moderaten relativen Geschwindigkeiten nichts von Längenkontraktion oder Zeitdilatation merkt.

Zitat von RoKo

Es geht nicht um falsche Vorraussagen, sondern um das Naturverständnis.

Alchemie?

Zitat von RoKo

Wenn man, um beim Thema zu bleiben, davon ausgeht, dass die Gleichung für de-Broglie-Wellenlänge allgemeingültig ist, dann geht man zugleich davon aus, dass es zwischen einem Teilchenstrom, einem Fussball (=gasgefüllte Lederkugel) und einem Festkörper nur einen quantitativen, nicht aber einen qualitativen Unterschied gibt.

Das stimmt doch einfach nicht!

Zitat von RoKo

Konsequenterweise müsste bei einem Fussball für die Berechnung der Wellenlänge mindestens die Luftmasse auf die Masse eines Sauerstoffmoleküls reduzirt werden.

Nein.

λ=h/mv

h - ist klar (hoffe ich)
m - Masse des gesamten Fußballs (inkl. der Luft im Inneren)
v - Geschwindigkeit des Fußballs

Die QM ist viel verrückter, als du offenbar denkst.


Gruß, Johann

[Philipp Wehrli]

Zitat von RoKo

So ein Unsinn stand in meinem Physikbuch auch. Das habe ich vor 40 Jahren schon bestritten und mein Physiklehrer war nicht in der Lage, es plausibel zu machen.

In de Broglies Nobelpreisrede habe ich auch keinen Hinweis darauf finden können, dass er je solch einen Unsinn angenommen hat.

Wenn ich mich recht erinnere, ist die Wellenlänge für Fullerene nachgewiesen worden, die aus über 100 Atome bestehen. Wenn jemand darauf besteht, finde ich den Artikel wohl noch, man findet das aber wohl auch im Internet.

Der Punkt ist der: Nach dem heutigen Formalismus der Quantentheorie kann dem Fussball eine Wellenlänge zugeordnet werden. Wenn es bei Objekten mit vielen Teilchen in der Realität nicht mehr stimmt, müsste man die Quantentheorie irgendwie erweitern, um diese Grenze einzubauen. Durchaus möglich, dass es so eine Grenze gibt. Aber heute ist kein Grund zu sehen, weshalb es diese Grenze geben soll.

[RoKo]

Hallo Johann,

Zitat von JoAx

hört sich nach - Erde, Wasser, Luft ... , ergänzt man das noch mit Feuer, und rauskommt was? --- Alchemie.
Wollen wir wirklich dahin?

Warum so abwertend? Für die verschiedenen Materiezustände, wozu auch Bose-Einstein-Kondensate und Plasmen gehören, gibt es doch bereits spezielle Zweige der Physik.

KM - Energie-/Impulserhaltung
QM - Energie-/Impulserhaltung, Wahrscheinlichkeit, Superpositionsprinzip

Impulserhaltung in der QM? Das ist mir neu.

Passt doch.

In der Bohmschen Darstellung mit dem Quantenpotential.

Da geht nichts verloren, Rolf. Man merkt bei der KM nur nichts von Wahrscheinlichkeit und Superpositionsprinzip. So wie man bei moderaten relativen Geschwindigkeiten nichts von Längenkontraktion oder Zeitdilatation merkt.

SRT/ART behandeln Raum und Zeit - und das spielt immer eine Rolle.

Das stimmt doch einfach nicht!

zwischen einem Teilchenstrom, einem Fussball (=gasgefüllte Lederkugel) und einem Festkörper gibt es also keinen qualitativen Unterschied ?

Die QM ist viel verrückter, als du offenbar denkst.

Ich halte die QM nicht für verrückt - nur einige Interpretationen erwecken den Eindruck.

[JoAx]

Hallo Rolf!

Zitat von RoKo

Warum so abwertend?

Abwertend sollte es nicht klingen, es hört sich für mich halt danach. Ich wollte es nur ehrlich mitteilen. Der Punkt ist, dass diese ganzen Qualitäten, wie du sie nennst, von der QM bereits behandelt werden.

Zitat von RoKo

Für die verschiedenen Materiezustände, wozu auch Bose-Einstein-Kondensate und Plasmen gehören, gibt es doch bereits spezielle Zweige der Physik.

Na und? Jedes einzelne chemische Element kann man als eigene "Qualität" betrachten. Und Chemie kann man seit QM auch als Teilgebiet der Physik betrachten. Was tut es zur Sache?

Zitat von RoKo

Impulserhaltung in der QM? Das ist mir neu.

Nenne mir ein Prozess, bei dem die Impulserhaltung verletzt wird.

Zitat von RoKo

In der Bohmschen Darstellung mit dem Quantenpotential.

Die QM bleibt dennoch probalistisch.

Zitat von RoKo

SRT/ART behandeln Raum und Zeit - und das spielt immer eine Rolle.

Sehe ich nicht ein, warum es bei der QM anders sein sollte. Schaltet sie "Jemand" ab einem gewissen "Punkt" aus?

Zitat von RoKo

zwischen einem Teilchenstrom, einem Fussball (=gasgefüllte Lederkugel) und einem Festkörper gibt es also keinen qualitativen Unterschied ?

Was verstehst du unter Teilchenstrom? Es ist doch nichts anderes, als eine Menge an "gleichen Objekten", die mit (ungefähr) gleicher Geschwindigkeit in die (ungefähr) gleiche Richtung strömen. Man müsste also (konsequenterweise) von Strom aus Fussbällen bzw. Strom aus Festkörpern sprechen.
Ansonsten vergleichst du hier Birnen mit Bananen.


Gruß, Johann

[Hawkwind]

Zitat von Philipp Wehrli

Wenn ich mich recht erinnere, ist die Wellenlänge für Fullerene nachgewiesen worden, die aus über 100 Atome bestehen. Wenn jemand darauf besteht, finde ich den Artikel wohl noch, man findet das aber wohl auch im Internet.

Der Punkt ist der: Nach dem heutigen Formalismus der Quantentheorie kann dem Fussball eine Wellenlänge zugeordnet werden. Wenn es bei Objekten mit vielen Teilchen in der Realität nicht mehr stimmt, müsste man die Quantentheorie irgendwie erweitern, um diese Grenze einzubauen. Durchaus möglich, dass es so eine Grenze gibt. Aber heute ist kein Grund zu sehen, weshalb es diese Grenze geben soll.

Doch, der Grund ist bekannt: es sind Wechselwirkungen mit der Umgebung, welche die Quanten zu "Objekten der klassischen Physik" dekohärieren:
The Emergence of Classical Properties Through Interaction with the Environment

Its solutions show that the much-discussed dispersion hardly ever shows up even for small dust particles or large molecules. lnstead the coherence length decreases towards the thermal de Broglie wave length of the object whereas the incoherent spread increases.

Ausnahmen sind "extreme Zustände" der Materie wie Bose-Einstein-Kondensate. Das alles sind Konsequenzen der Quantenmechanik und keineswegs Einschränkungen ihre Gültigkeitsbereiches.

Ein Fussball ist sicher kein Bose-Einstein-Kondensat und so wird seine De-Broglie-Wellenlänge für keine Beobachtung eine Rolle spielen.

____
Edit: oder auf deutsch

Zeh ging ebenfalls davon aus, dass die Superposition nicht nur vom Messgerät zerstört wird, sondern ebenfalls Einflüsse durch die Umgebung zu berücksichtigen sind. Dabei nimmt er an, dass alle möglichen Objekte, ob in der Quanten – oder in der klassischen Welt, ursprünglich verschränkt sind, jedoch durch die ständige gegenseitige Wechselwirkung eine Aufhebung dieser Verschränkung ("Entkopplung" ) (Zeh 1970) stattfindet.
...
Zeh spricht deshalb von einer "universellen Gültigkeit der Quantentheorie" (Zeh 1970, S. 72). Er hebt die Isoliertheit des Systems von Objekt und Beobachter auf. Nur für isolierte Systeme gilt die Schrödinger-Gleichung. Wenn wir Wechselwirkungen zwischen Objekten zulassen, werden die Superpositionen aufgehoben. Ihre Kohärenzen verschwinden, es geschieht "Entkopplung" (heute i.a. als "Dekohärenz" bezeichnet).

aus
http://www.thur.de/philo/project/qt.htm

[Philipp Wehrli]

Zitat von Hawkwind

Doch, der Grund ist bekannt: es sind Wechselwirkungen mit der Umgebung, welche die Quanten zu "Objekten der klassischen Physik" dekohärieren:
The Emergence of Classical Properties Through Interaction with the Environment



Ausnahmen sind "extreme Zustände" der Materie wie Bose-Einstein-Kondensate. Das alles sind Konsequenzen der Quantenmechanik und keineswegs Einschränkungen ihre Gültigkeitsbereiches.

Ein Fussball ist sicher kein Bose-Einstein-Kondensat und so wird seine De-Broglie-Wellenlänge für keine Beobachtung eine Rolle spielen.

____
Edit: oder auf deutsch
Zeh ging ebenfalls davon aus, dass die Superposition nicht nur vom Messgerät zerstört wird, sondern ebenfalls Einflüsse durch die Umgebung zu berücksichtigen sind. Dabei nimmt er an, dass alle möglichen Objekte, ob in der Quanten – oder in der klassischen Welt, ursprünglich verschränkt sind, jedoch durch die ständige gegenseitige Wechselwirkung eine Aufhebung dieser Verschränkung ("Entkopplung" ) (Zeh 1970) stattfindet.
...
Zeh spricht deshalb von einer "universellen Gültigkeit der Quantentheorie" (Zeh 1970, S. 72). Er hebt die Isoliertheit des Systems von Objekt und Beobachter auf. Nur für isolierte Systeme gilt die Schrödinger-Gleichung. Wenn wir Wechselwirkungen zwischen Objekten zulassen, werden die Superpositionen aufgehoben. Ihre Kohärenzen verschwinden, es geschieht "Entkopplung" (heute i.a. als "Dekohärenz" bezeichnet).

aus
http://www.thur.de/philo/project/qt.htm

Das ist so sicher falsch oder zumindest schludrig formuliert: Die Superposition wird durch die Dekohärenz eben nicht aufgehoben (siehe dazu Penrose, 'Computerdenken'). Im Gegenteil: Wenn wir klassische Objekte quantenmechanisch exakt beschreiben, wächst die Superposition ins Grauenerregende. Nur ist sie dann nicht mehr sichtbar. Das ist es, was die Dekohärenztheorie beschreibt: Weshalb bei den klassischen Objekten keine Superposition mehr sichtbar ist.

Auf den Fussball übertragen: Wir können erklären, weshalb wir die Wellenlänge des Fussballs nicht mehr messen können. Aber in der Quantentheorie kommt diese Wellenlänge vor.

[Hawkwind]

Zitat von Philipp Wehrli

Das ist so sicher falsch oder zumindest schludrig formuliert: Die Superposition wird durch die Dekohärenz eben nicht aufgehoben (siehe dazu Penrose, 'Computerdenken'). Im Gegenteil: Wenn wir klassische Objekte quantenmechanisch exakt beschreiben, wächst die Superposition ins Grauenerregende. Nur ist sie dann nicht mehr sichtbar. Das ist es, was die Dekohärenztheorie beschreibt: Weshalb bei den klassischen Objekten keine Superposition mehr sichtbar ist.

Diese Formulierung war nicht von mir, aber sie entspricht meinem Verständnis.
In der Kopenhagener Deutung lässt die Wechselwirkung eines Quantensystems mit dem klassischen System der Messapparatur die superponierte Wellenfunktion des Quantensystems zu einer Eigenfunktion des Messwertes kollabieren.
In der Dekohärenztheorie findet nach meinem Verständnis so eine Reduktion der Wellenfkt permanent statt .. und zwar aufgrund von Wechselwirkungen mit der Umgebung. Das findest du überall so, z.B. auch auf den Seiten unseres Betreibers Hr. Dr. Sturm:

http://www.quanten.de/pdf/schroedingers_katze.pdf

In den letzten Jahren wurde die Kopenhagener Deutung mehr und mehr von der Theorie der Dekohärenz verdrängt. Demnach kollabiert die Wellenfunktion nicht erst durch einen Beobachter, sondern durch Wechselwirkungen des Systems mit der Umgebung. Der Mechanismus der Dekohärenz kann quantenmechanisch beschrieben werden.

[RoKo]

Hallo Johann,

Zitat von JoAx

Sehe ich nicht ein, warum es bei der QM anders sein sollte. Schaltet sie "Jemand" ab einem gewissen "Punkt" aus?

Nein. Sie findet z.B. im Inneren eines Festkörpers statt. Um bestimmte Effekte, z.B. den Übergang zu einem Bose-Einstein-Kondensat zu verstehen, muss man jedem einzelnen Atom bzw. Molekül eine de-Broglie-Wellenlänge zuordnen. Es macht daher keinen Sinn, dem Festkörper als Ganzes, abstrakt ersetzt durch seinen Schwerpunkt, nochmals eine de-Broglie-Wellenlänge zuzuordnen. Hinzu kommt das chaotische thermische Schwingen der Atome untereinander. Das dekohäriert die Quanteneffekte für den Festkörper als Ganzes weg. Erst nahe dem Temperatur-Nullpunkt, im Bose-Einstein-Kondensat, erscheinen sie für das Ganze.

Nochmals ganz deutlich: Der Quanten-bzw. Wellencharakter der Materie verschwindet nicht durch "Größe". Er ist immer da - aber bei einem Festkörper in seinem Inneren "versteckt".

Ich prognostiziere: An Viren wird man nur dann Interferenz nachweisen, wenn es gelingt, dass thermische Chaos soweit zurückzudrängen, das kohärentes Schwingen überhaupt messbar wird. Warten wir es ab.

[JoAx]

Hallo Rolf!

Zitat von RoKo

Es macht daher keinen Sinn, dem Festkörper als Ganzes, abstrakt ersetzt durch seinen Schwerpunkt, nochmals eine de-Broglie-Wellenlänge zuzuordnen.

Thermische Wellenlänge

...

Quanteneffekte fangen an eine Rolle zu spielen, wenn die thermische Wellenlänge mit anderen charakteristischen Längen des Systems – wie der mittleren freien Weglänge der Teilchen oder dem Systemvolumen – vergleichbar werden.

Systemvolumen kann makroskopische Größen annehmen.

Zitat von RoKo

Nochmals ganz deutlich: Der Quanten-bzw. Wellencharakter der Materie verschwindet nicht durch "Größe". Er ist immer da - aber bei einem Festkörper in seinem Inneren "versteckt".

Dennoch ist die Zuordnung einer de Broglie Wellenlänge einem makroskopischen Objekt kein Unsinn. Im Gegenteil. Damit kann man verlässliche Abschätzungen machen. Unsinn wäre es nur, wenn die Formel etwas falsches aussagen würde, tut sie aber in keinem Fall.


Gruß, Johann

[RoKo]

Hallo Johann,

einer von uns beiden muss da falsch liegen. Die th.dB.WL bezieht sich m.E. auf ein Atom und nicht auf den Festkörper.