Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Ein Problem der Wortwahl.
aus "Feynman Vorlesungen über Physik" Band III, QUANTENMECHANIK:
Es geht in 1-4 Ein Experiment mit Elektronen um das Gedankenexperiment der Interferenzerscheinung von monochromatischen Elektronen am Doppelspalt. In 1-5 Interferenz von Elektronenwellen stellt Feynman die zu untersuchende Vermutung auf:
"Behauptung A: Jedes Elektron geht entweder durch Loch 1 oder durch Loch 2."
Nach ausführlicher und einleuchtender Diskussion theoretisch-experimenteller Untersuchungsmethoden kommt er schließlich zu der Feststellung:
Zitat: ">>Schön und gut<<, sagen Sie, >>aber was ist mit der Behauptung A? Stimmt es oder stimmt es nicht, dass das Elektron durch Loch 1 oder durch Loch 2 geht?<< Die einzige Antwort, die man darauf geben kann, ist, dass wir aus dem Experiment entnommen haben, dass wir ein bestimmtes Denkschema anwenden müssen, um nicht zu Widersprüchen zu gelangen. Was wir (zur Vermeidung falscher Voraussagen) sagen müssen ist folgendes: Wenn man die Löcher anschaut, oder besser, wenn man ein Gerät hat, das in der Lage ist festzustellen, ob die Elektronen durch Loch 1 oder durch Loch 2 gehen, dann kann man sagen, dass sie entweder durch Loch 1 oder durch loch 2 gehen. Aber wenn man sich nicht um eine Aussage über den Weg der Elektronen bemüht, wenn es nichts in dem Versuch gibt, was die Elektronen stören könnte, dann darf man nicht sagen, dass ein Elektron entweder durch Loch 1 oder durch Loch 2 geht. Wenn jemand das doch behauptet und aus dieser Behauptung anfängt Schlüsse zu ziehen, dann wird er in der Auswertung Fehler machen. Das ist das logische Drahtseil, auf dem wir gehen müssen, wenn wir die Natur erfolgreich beschreiben wollen."
Geht Feynman  um den absolut sicheren Boden nicht zu verlassen  in dieser seiner Schlussfolgerung nicht unnötigerweise einen Schritt zu weit?
Unbestreitbar und experimentell belegt ist gewiss die Tatsache, dass jedwedes Wissen (aufgrund einer Messung) über welchen Weg das einzelne Elektron (durch Loch 1 oder durch Loch 2) auf die andere Seite des Doppelspalts gelangt ist, das Interferenzbild zunichte macht.
Aber genau so gewiss ergibt sich in allen Experimenten, die Feynman im Vorfeld beschreibt, dass sich in keinem Fall ein einzelnes Elektron vor dem Passieren des Doppelspalts in zwei Hälften aufteilt, die eine Hälfte durch Loch 1 und die andere Hälfte durch Loch 2 auf die andere Seite des Doppelspalts gelangt. Nachdem nun jedes einzelne Elektron nur als Ganzes, als >> Elektronenk****en<<, als >> identical ****s<< ausschließlich durch eines der beiden Löcher auf die andere Seite des Doppelspalts gelangen kann, hat das einzelne Elektron keine andere Wahl, als entweder durch Loch 1 oder durch Loch 2 zu schlüpfen  diese Feststellung schadet meiner Ansicht nach doch der quantenmechanischen Modellvorstellung nicht im geringsten.
Wichtig ist doch lediglich: Alle an einem Interferenzversuch beteiligten Quantenobjekte sind von derselben Art (egal ob es sich um Photonen, Elektronen, Protonen, Atome, Moleküle, ... handelt), besitzen untereinander halbwegs dieselbe Wellenlänge und finden Versuchsbedingungen vor, bei denen die entscheidenden charakteristischen Größen sinnvoll zusammenpassen. Ferner sollte für alle Quantenobjekte jeder Weg zum Auffangschirm des Interferenzmusters gleichwahrscheinlich sein. Welcher Weg dies dann im Einzelnen ist, ist völlig zweitrangig, d.h. völlig ohne Bedeutung, einer der möglichen Wege war es aber mit Sicherheit.
Was ist an meiner Auffassung falsch? Welche Gründe mag Feynman für seine direkte Verneinung der Behauptung A gehabt haben?
Gruß Maxi

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hi, Maxi!

Das Problem ist, dass man in der QM die Wahrscheinlichkeiten erst ganz am Schluss der Berechnungen bekommt. Davor arbeitet man mit 'nem Ding genannt "Wahrscheinlichkeitswelle"/"Wahrscheinlichkeitsamplitude", was man aber auch "Dingsda" nennen könnte. Erst das Quadrat vom resultierenden "Dingsda" lässt sich (so zu sagen) "statistisch interpretieren".

Ich empfehle dir (und allen anderen):
Richard P. Feynman, "QED: The Strange Theory of Light and Matter"

Dort erklärt Feynman u.a., dass man immer die "Dingsda" zu allen denkbaren Wegen von A nach B berücksichtigen muss, um am Ende korrekte Wahrscheinlichkeiten zu bekommen. Bsw. auch früheres und späteres ankommen am Ziel.

Aber ich will nicht alles wiedergeben, das kann der Autor besser. :)

Grüße

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Der Punkt ist, dass beide Wege irgendwie berücksichtigt werden müssen, um das Interferenzmuster zu erhalten. Du könntest aber auch sagen, zu jedem Photon gehört eine Welle, die durch beide Löcher geht. Das Photon schwimmt auf dieser Welle mit. Wie genau diese Welle auf das Photon einwirkt, so dass es dieses immer schön mitführt, ist nicht ganz trivial, aber machbar. David Bohm hat so eine Theorie der Führungswelle ausformuliert.

Beim Einstein-Podolsky-Rosen Experiment ist dies anders. Hier hast du nichtlokale Effekte, die du nur mit der Viele-Welten Interpretation vermeiden kannst.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Vielen Dank an euch beide
für euer Bemühen, mir zu helfen.

Ich werde zunächst mal weiter versuchen, Feynman's Gedankengänge nachzuvollziehen, die er in seinen bekannten Vorlesungen im Detail darlegt. Das Angenehme an seinen Vorlesungen ist ja gerade, dass er sehr anschaulich Punkt für Punkt abarbeitet.
Trotzdem Danke für den Hinweis auf Feynman's Veröffentlichung "QED: The Strange Theory of Light and Matter".

NB: Der Hauptanlass, auf diese Problematik näher einzugehen, ist die diesjährige Abituraufgabe von Bayern.

Mit Gruß
Maxi

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Wie genau lautet sie?

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Falls du lieber in Deutsch liest:
'QED - Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie'
Das ist wirklich ein einzigartiges Buch. Die Pfadintegralmethode wird in einer Weise erklärt, die du sonst nirgends findest.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Zitat (Albert Einstein):
Denkweise:
- die Elektronen gehen nacheinander durch eines der beiden Löcher
- Ausschlussprinzip, - wenn Elektron nicht durch Loch A geht, dann muss es durch Loch B gehen.

Problem:
- dabei darf eigentlich kein Interferenzmuster entstehen

Hinweis auf einen Fehler innerhalb der Denkweise:
- das Interferenzmuster verschwindet, sobald man mit Sicherheit sagen kann, das Elektron gehe durch eines der Löcher



Gesucht ist also eine grundsätzlich andere Denkweise. Falls man auf Annahmen beharrt, die sich trotz größter Bemühungen bei der Wegmessung nicht bestätigen lassen, dann wird man nicht weiter kommen.


LG

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Die andere Denkweise könnte so aussehen:
Elektronen sind Teilchen, die auf einer Welle mitschwimmen. Die Welle geht durch beide Spalte, das Teilchen nur durch eine. Wenn du den Weg nachweisen willst, veränderst du lokal die Welle so, dass das Interferenzmuster erlischt. Das kann z. B. dadurch geschehen, dass bei der Beobachtung die Phase der Welle zufällig verschoben wird.

So eine Welle im Detail überzeugend zu beschreiben, ist eine knifflige Aufgabe. Aber es wäre mindestens so knifflig zu zeigen, dass diese Lösung nicht funktioniert.

Meiner Ansicht nach wäre dies die erste vernünftige Reaktion auf das Doppelspaltexperiment. Dass diese Lösung nicht funktioniert, sieht man wohl erst mit dem Einstein-Podolsky-Rosen Experiment.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo zusammen,

a) Masse im Raum hat immer einen Schwerpunkt.
b) Erfahren kann man immer nur über Wirkungen auf Sensoren, also durch Energieübertrag.
c) Die zeitliche Entwicklung des energetischen Zustandes eines Quantenobjektes wird durch eine Wellenfunktion beschrieben.
d) Jeder Energieübertrag verändert die Wellenfunktion in sehr kurzer Zeit.

Es gibt keinen Grund für eine neue Denkweise.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Die Frage ist doch: Wo ist die Energie, solange du nicht hinschaust?
- Ist sie über den Raum verschmiert? Weshalb kommt sie dann immer genau an einer Stelle an, wenn du hinschaust? Steht das nicht im Widerspruch zur Relativitätstheorie, wenn sich die Energie schlagartig auf einen Punkt zusammen zieht?
- Ist sie gar nicht real? Bedeutet dies, dass der Energieerhaltungssatz falsch ist?
- Ist sie immer genau an einer Stelle? Weshalb gibt es dann ein Interferenzmuster?

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Und?
Wie sieht der "Energieübertrag" auf ein Polarisator aus?
Und? "Wellenfunktion" könnte man auch sonst wie nennen.
Gibt es schon Experimente, die ein (/diesen) "Energieübertrag" beobachten?
========================

Was bringt das alles?

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Mir scheint, dass die "Energieerhaltung" eher eine Forderung ist. (Eine von mehreren, die je nach Anforderungen aufgestellt werden können.) Die auch erfüllt wird (werden).

PS: Passt es noch zum Thema, was hier gerade anfängt? :D

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo JoAx,

Folglich ist er immer irgendwo.
Ein Energieübertrag hat kein Aussehen und an einem Polarisator findet nicht immer einer statt - z.B. wenn man Licht mit ihm polarisiert. Wenn man ihn hingegen mit z.B. faulen Eiern :D bewirft, dann schon.
Alle Begriffe der Physik könnte mn auch sonst wie nennen.
Beobachten ist Energieübertrag.
Man kann auch über prinzipiell unbeobachtbares Schlussfolgerungen ziehen.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

a)Energieausbreitung und Energiefluss sind nicht identisch. Siehe Elektrodynamik.
b) Die Lokalitätsannahme, die oftmals in die SRT hineininterpretiert wird, ist falsch. Näherungsweise lokal ist lediglich der Energieübertrag; und etwas anderes kann man nicht "beobachten".

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Warum? Was heisst - "immer irgendwo"?
Was muss man tun, um es zu überprüfen?
Zwei Massen haben auch ein Schwerpunkt, dieser liegt im allgemeinen irgendwo, insbesondere auch außerhalb der materiellen Objekte - Schwerpunkt ist also kein materielles Ding.
Warum hat es dann einen Einfluss auf die Statistik?
Schön. Und weiter?

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Nachdenken!
Von einem materiellen Ding habe ich auch nicht gesprochen. Übrigens: Für eine dritte Probemasse spielt der Schwerpunkt schon eine Rolle.Weil es die Energieausbreitung ändert.
Gleich gehts weiter.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo JoAx, Philipp Wehrli und Roko.


Zunächst ein Auszug aus der Abiturprüfung 2013
(soweit es mein Problem betrifft)

2. Doppelspaltexperiment mit Heliumatomen
(...)
Im Jahr 1991 wurde ein Doppelspaltexperiment mit Heliumatomen durchgeführt, das die Theorie von de Broglie auch für Atome bestätigt. Gehen Sie im weiteren davon aus, dass sich He4-Atome der Masse 4,002603 u mit der Geschwindigkeit v = 9,7 mal 10 hoch 2 m/s auf einen Doppelspalt zubewegen.
(...)
Hinter der Doppelspalt, der den Spaltmittenabstand d = 8 Mikrometer besitzt, ist im Abstand a = 64 cm ein Detektorschirm parallel zur Doppelspaltebene montiert. Auf dem Detektorschirm zeigt sich ein typisches Interferenzmuster. Das nebenstehende Diagramm stellt die Anzahl der in einer gewissen Zeit auf dem Detektorschirm registrierten Heliumatome in Abhängigkeit vom Ort x relativ zum Maximum 0. Ordnung dar.
(...)
In einer Abwandlung des oben beschriebenen Doppelspaltversuchs wird die Teilchenzahl so stark reduziert, dass die He4-Atome auf den Detektorschirm einzeln und nacheinander registriert werden können. Der Versuchsaufbau selbst bleibt unverändert. Nehmen Sie zu jeder der folgenden Aussagen begründet Stellung:
i) Der Auftreffort eines Atoms auf dem Detektorschirm lässt sich nicht korrekt vorhersagen.
ii) Jedes registrierte Atom hat genau einen der Spalte passiert.
iii) Über die Verteilung der Auftrefforte auf dem Detektorschirm, die sich nach vielen Stunden zeigt, lässt sich keine Aussage machen.


Wie schon erwähnt schreibt Feynman in seinen Vorlesungen zur Aussage ii):

"(...) wenn man sich nicht um eine Aussage über den Weg der Elektronen bemüht, wenn es nichts in dem Versuch gibt, was die Elektronen stören könnte, dann darf man nicht sagen, dass ein Elektron entweder durch Loch 1 oder durch Loch 2 geht. Wenn jemand das doch behauptet und aus dieser Behauptung anfängt Schlüsse zu ziehen, dann wird er in der Auswertung Fehler machen. Das ist das logische Drahtseil, auf dem wir gehen müssen, wenn wir die Natur erfolgreich beschreiben wollen."


Ich stelle vier Punkte in den Raum, die (meiner Meinung nach) richtig sind:

1. Zur Beschreibung des Verhaltens von Quantenobjekten benötigt man den "Welle-Teilchen-Dualismus". Dies bedeutet gleichzeitig: ein Quantenobjekt ist weder ein klassisches Teilchen, noch eine klassische Materiewelle (wie etwa eine Wasserwelle, Schallwelle, ...). Das Objekt zeigt lediglich in verschiedenen Versuchen Eigenschaften, die teils charakteristisch für klassische Teilchen und teils charakteristisch für klassische Wellen sind.
2. Gelingt es den Ort des Quantenobjekts zu messen, so findet man stets das gesamte Quantenobjekt an diesem registrierten Ort vor, aber niemals nur die Hälfte oder lediglich einen Bruchteil seiner gesamten Masse. Fliegt also ein Quantenobjekt einzeln auf den Doppelspalt zu, so kann (bzw. könnte) es eindeutig entweder unmittelbar vor dem linken bzw. vor dem rechten Spalt gemessen werden, niemals aber gleichzeitig vor beiden Spalten. Am größten ist natürlich die Wahrscheinlichkeit, dass es keines der beiden Löcher trifft und für den Versuch verloren ist. Feynman beschreibt in oben angeführten Kapiteln eine Methode, das jeweilige Elektronen unmittelbar nach dem Passieren des Doppelspalts zu orten, um es genau einem der beiden Löcher zuordnen zu können; dass durch diesen Messvorgang das Interferenzbild zerstört werden kann, ist an dieser Stelle ohne Belang.
3. Die "Materie-Welle" bedeutet also nicht, dass die Materie des Quantenobjekts räumlich verschmiert wäre; sie beschreibt lediglich die orts- und zeitabhängige Wahrscheinlichkeitsamplitude, deren Quadrat die Wahrscheinlichkeit wiedergibt, das Quantenobjekt als Ganzes zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort antreffen zu können.
NB: In diesem Sinn ist das Quantenobjekt (nach meinem Empfinden) seinem Wesen nach eher ein Teilchen als eine Welle; denn die Wahrscheinlichkeitsamplitude ist ja mehr oder weniger nur ein rein mathematisches Konstrukt zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit dafür, das "Teilchen" bevorzugt in bestimmten Bereichen antreffen zu können. (Analog zu den Orbitalen der Elektronenschalen bei den Atomen)
4. Bestehen für die einzelnen monochromatischen Quantenobjekte (halbwegs) die gleichen Wahrscheinlichkeiten sowohl das eine wie das andere Loch zu treffen, und werden die Quantenobjekte bei ihrem gesamten Flug von der Quelle bis zur Detektorwand nicht gestört, so zeigen sie ein Interferenzbild, das dem gleichen mathematischen Modell entspricht, wie es bei der klassischen Wasserwelle zur Anwendung kommt. Dass die zugehörige Wellenlänge exakt der De Broglie-Wellenlänge entspricht ist nicht minder staunenswert.

Zurück zu meinem Problem:
Angenommen, man hat gegen diese vier Aussagen keine Einwände. Weshalb soll es dann verboten sein zu sagen, dass das einzelne an der Detektorwand angekommene Quantenobjekt genau eines der beiden Löcher passiert hat? Natürlich weiß man nicht, welches der beiden Löcher es war; aber eines von beiden war es mit Sicherheit.
Ich sehe hingegen keinen Sinn in der Feststellung: das Quanten-Dingsda geht durch beide Spalte, da dies jedem Messergebnis (vor wie nach dem Doppelspalt) widerspricht. Somit bin ich (notgedrungen) der Auffassung, dass allein die rein theoretische Möglichkeit, durch das eine wie durch das andere Loch gehen zu können, zur Interferenzerscheinung führt, nicht jedoch die physikalisch (erdachte) Gegebenheit, dass das Quantenobjekt tatsächlich beide Spalte passiert habe.
Im Grunde ein irres Prinzip, man kann's wohl nicht verstehen, aber man kann sich dran gewöhnen, genau so wie an das Phänomen der verschiedenen Wechselwirkungskräfte.

Zieht man keine weiteren Schlüsse, hat vielleicht auch Feynman nichts dagegen?
Kurzum, ich bin gespannt auf 'QED - Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie'; (es ist unterwegs).

Nochmals vielen Dank für den Hinweis.

Gruß an alle, die sich drum bemühen
Maxi

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo zusammen,

das Eingangsstatement enthielt folgende Aussage von Feynman:
Ja, er geht einen Schritt zu weit! Richtig ist lediglich, dass man aus dem beschriebenen Versuch nicht die Schlussfolgerung "Loch A oder Loch B" ziehen kann. Das berechtigt aber nicht dazu, den Gehirnapparat auszuschalten, alles andere Wissen über das Verhalten von Natur zu vergessen.

Experimentell prüfbar beim Doppelspaltversuch ist, dass eine Ladung e- die Quelle verlassen hat und irgendwo hinter dem Doppelspalt am Schirm angekommen ist. Gleiches gilt für Masse und Energie. Aus den Erhaltungsprinzipien folgt die Kontinuität. Aus dem Absolutquadrat der Wellenfunktion folgt die Wahrscheinlichkeit, die ebenfalls eine Erhaltungsgröße ist. Wenn man weiss, wo das Elektron registriert wurde, weiss man durch Anwendung der Kontinuitätsgleichung auch, welchen Weg es gegegangen ist.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo RoKo,

da kann ich zustimmen.

Auch das leuchtet mir ein.

Da muss ich nachfragen.
1. Was versteht man unter der "Kontinuitätsgleichung"?
2. "Welchen Weg es gegangen ist" ist das gleichbedeutend mit "durch welches Loch das Elektron gegangen ist?

M.f.G. Eugen Bauhof

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hi RoKo,

danke für den Hinweis, dass Feynman sein Gehirnapparat ausgeschaltet hatte. War mir nicht bewusst. :)

Grüße, amc

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo AMC,

das überrascht mich auch sehr, dass Feynman seinen Gehirnapparat ausgeschaltet gehabt hätte...:rolleyes:

M.f.G. Eugen Bauhof

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Ein Zitat aus dem oben erwähnten Buch 'Richard P. Feynman, QED Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie' zum Doppelspaltversuch:

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Ich hätte Einwände zu deiner NB in Punkt 3, aber egal. Der entscheidende Punkt ist: Wenn das Objekt durch genau ein Loch gegangen ist, dann hat es sich nicht dafür zu interessieren, ob da noch ein zweites Loch offen ist oder nicht. Weil es ja nach dieser Logik eh nicht durch das andere Loch gegangen ist, könnte man dieses genausogut auch zumachen.

Übrigens folgt aus Feynmans Redeverbot nicht, dass man sagen müsse, das Objekt sei durch beide Löcher gleichzeitig gegangen. Das ist nicht dasselbe.

Es geht eher darum, dass die Beschreibung mittels eines Teilchens, das einen bestimmten Weg nimmt oder sich teilt oder was auch immer einfach nicht geeignet ist, den Interferenzeffekt abzubilden. Das ist nunmal der Wellenaspekt.
Du hast in deinem Punkt 1 doch schon erkannt: "ein Quantenobjekt ist weder ein klassisches Teilchen, noch eine klassische Materiewelle". Dem widersprichst du, indem du die Zwangsjacke des Teilchenbildes anlegst und zu entscheiden suchst, ob ein Teilchen durch einen oder beide Spalte gegangen ist. Oder dem Teilchenbild Realität zukommen lässt, das Wellenbild aber als rein mathematisches Konstrukt abtust. Sowas bringt nichts.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo Bauhof,

Siehe z.B. in diesem Skript in Kapitel 2.2
Ja.

Hallo amc,

Ich hatte Feynman nicht direkt erwähnt, aber er drückt es in eigenen Worten so aus:
Heutzutage scheint man bereits in der Schule zu lernen

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Nein, tut er nicht!

Ist der zweite Satz etwa eine Schlussfolgerung des ersten? Wohl kaum.

Oooooooo!!!!! Und wo kommt das auf ein Mal her?!???

Rolf, ich schlage vor, du tust den jungen Menschen nicht durcheinander bringen. Es ist hier kein richtiger Platz für "QM-Interpretations-Wahn".

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hi, Maxi!

Ich denke, das muss man in dieser Aufgabe als Ziel/Schlussfolgerung betrachten. (Wenn überhaupt.) Primär muss man halt dahin kommen, dass da "etwas im Busch" ist.

Das letzte mag zwar stimmen, ist aber irrelevant. Denn wenn du das Elektron unmittelbar vor einem der Spalte identifizierst, und dieses nicht "verloren" geht, dann wird das Interferenzmuster auch zerstört werden.

Das sieht gut aus. Man könnte vlt. (ganz primitiv) auch so sagen, dass es die Wahrscheinlichkeit angibt, Materie hier oder da anzutreffen.

Oder ein Quant eines "Quantenfeldes". Aber das alles scheint mir eigentlich zu hoch für Abi zu sein. (Nicht bös' gemeint. :))

Genau. Jetzt.
Wie "Ich" schon geschrieben hat - wenn man annimmt, dass das Elektron (Photon, Atom, ...) nur durch eines der Löcher gegangen ist, dann muss man das Bild am Schirm hinter dem Doppelspalt aus Wahrscheinlichkeitsverteilungen für einzelne Spalte zusammenstellen.

Presult = P1 + P2

P - Wahrscheinlichkeitsverteilung. Das entspricht aber nicht dem, was beobachtet wird. Und Feynman geht darauf auch ein, in seinen "Vorlesungen ...".
Deswegen ist dieses hier:

keine korrekte Schlussfolgerung.

Es ist nicht so einfach, Maxi. :)

Du sagst gerade, dass allen das menschliche (Un-) Vermögen dieses oder jenes zu beschreiben (begreifen) ein real beobachtbares Muster erzeugt! Willst du das wirklich meinen? :D

Grüße, Johann

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo JoAx.
Wer bringt hier wen durcheinander?

Denke schlicht einfach mal darüber nach, wie ein Elektronenrastermikroskop funktioniert und warum es von Physikern als Messgerät von Physikern akzeptiert wird und warum diese Akzeptanz in einem krassen Widerspruch zum positivistischen Geschaffel steht.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo Eugen,

Lt. Wikipedia ist die Kontinuitätsgleichung "die mathematische Fassung der philosophischen Annahme „Von nichts kommt nichts“.", die u.a. in Zusammenhang mit der Elektrodynamik eine Rolle spielt. Kein Wunder, daß sie Elektroingenieuren bekannt ist.

Ein Zusammenhang der Kontinuitätsgleichung mit der Nichtlokalität der Quantentheorie ist mir nicht bekannt.

Gruß, Timm

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo JoAx.
Genau da liegt der Denkfehler! Das "muss" ist nur berechtigt, wenn man klassische Mechanik annimmt. Das tut doch aber keiner mehr.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Es ist kein Denkfehler. Es muss ja einen Grund dafür geben, warum man eine klassische Vorstellung fallen lassen muss. Und genau das muss Maxi aus (mit Hilfe) der Aufgabe begreifen. Darauf zielt es ab.

Dass es unterschiedliche Interpretationen der QM gibt, ist da 10.-rangig.

Grüße

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Es ist nicht irgend eine Forderung, sondern eine extrem präzise Beobachtung, dass es in der Natur immer gilt.


Natürlich. Du musst dir doch überlegen, welche Modelle welche Konsequenzen hätten.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Was wäre der Unterschied zwischen Energieausbreitung und Energiefluss? - Ich weiss, dass es schon in der klassischen Elektrodynamik schwierig ist, eine wirklich lokale Theorie zu schaffen. Ich dachte aber, dies sei einfach ein erstes Anzeichen dafür, dass eben die Quanteneffekte hier eine Rolle spielen.


Jede Erhaltungsgrösse muss lokal erhalten sein. Denn nach der SRT gibt es nur lokal eine wohldefinierte Gleichzeitigkeit.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Die Frage ist - welche Bedeutung es in der Physik hat.
Wann kann man die "Hamiltonsche Formulierung" anwenden?
Und das ist dann möglich, wenn man Energieerhaltung voraussetzt bzw. voraussetzen kann. Das war mein Punkt.

Das kann man konstruktiv aber erst, wenn man deutlich mehr von der QM weiss, als nur "Welle-Teilchen-Dualismus". Es ist schlicht zu früh für Maxi, sich auf das Interpretationen-Eis zu begeben.


Grüße.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Nö. In der SRT erstrecken sich Gleichzeitigkeiten in die Unendlichkeiten. Und solche Sachen, wie Energie- und Impulserhaltung sind in dieser wohl und global definiert.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Betrachten wir zwei Ereignisse an zwei voneinander entfernten Punkten A und B. Wenn ein Beobachter die zwei Ereignisse als gleichzeitig wahrnimmt, dann gibt es immer einen anderen Beobachter, für den die zwei Ereignisse nicht gleichzeitig sind. Ich gehe hier von Einsteins Definition von Gleichzeitigkeit aus, die er bei der Uhrensynchronisation verwendet.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Ja, selbstverständlich. Aber was hat das mit bsw. Energieerhaltung zu tun? Für die Erfüllung oder Nichterfüllung ist da allen die Geometrie der Raumzeit entscheidend.

Noether-Theorem

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Das bedeutet, dass die Energie lokal erhalten sein muss, wenn sie überhaupt erhalten ist. Wenn du die Geometrie der Raumzeit mit einbeziehst, fragt sich, ob 'Energie' überhaupt definiert werden kann. Das wäre dann jedenfalls nicht mehr trivial.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Nein, hier geht es um globale Energieerhaltung.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo RoKo,

auf meine Nachfrage, ob das gleichbedeutend ist mit "durch welches Loch das Elektron gegangen ist" hast du mit "Ja" geantwortet.

Das heißt, sobald der Auftreff-Ort jedes einzelnen Elektrons feststeht, dann steht auch fest, durch welches Loch jedes einzelne Elektron gegangen ist. Ist das deine Auffassung?

Das wäre die Rückkehr zum Determinismus. Denn dann wäre ein Ereignis (Auftreff-Ort) zwingend auf ein Ursachen-Ereignis (Loch-Durchgang) rückführbar.

Dem steht gegenüber die probalistische Sichtweise von Max Born. Aufgrund dieser probalistischen Sichtweise werden die quantenmechanischen Berechnungen bis heute vorgenommen. Und nicht aufgrund von Bohm, VWI oder sonst einer anderen Interpretation.

M.f.G. Eugen Bauhof

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Im Universum als Ganzem ist es schwierig, Energie überhaupt zu definieren. Wenn sich das Universum ausdehnt, werden bekanntlich die Photonen rotverschoben und die kinetische Energie von Materieteilchen nimmt ab. Insofern nimmt hier die Energie ab, Ausser man definiert 'Energie' viel subtiler.
Der Energieerhaltungssatz, wie wir ihn kennen, gilt aber in abgeschlossenen Systemen, solange die Expansion des Raumes vernachlässigt werden kann. Hier muss er aber exakt lokal gelten. Es kann nicht passieren, dass die Energie am einen Ort verschwindet und gleichzeitig am anderen auftaucht. Denn, was 'geichzeitig' bedeutet, ist nicht eindeutig definiert.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hi, Philipp!

Für das Universum als Ganzes ist aber nicht die SRT sondern die ART zuständig. Ist ein eigenes Thema. Und beide passen nicht hier her. :)

Was man aber noch sagen kann, ist, dass es nicht damit

zu tun hat. Neues Thread? :)


Grüße

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Mir war nur nicht ganz klar, was du mit 'global' meinst. Wenn du nur die Erdkugel meinst oder auch unsere Galaxie, dann ist das i. O.


Ich finde, das ist genau der Kern des Problems, das wir hier diskutieren. Die Nichtlokalität ist doch vor allem deshalb ein Problem, weil nichtlokale Phänomene der Relativitätstheorie widersprechen und zum Grossvater Paradoxon führen. Und beim Doppelspaltexperiment geht es doch genau um die Frage, ob man das auch lokal erklären kann.

Meine Antwort darauf ist: "Ja. Und zwar sogar klassisch. Man kann sich vorstellen, dass da ein Teilchen auf einer Welle mitreitet."
Wirklich schwierig wird die Erklärung erst beim EPR Experiment. Auch dieses kann lokal realistisch erklärt werden, obwohl in fast allen Büchern das Gegenteil behauptet wird. Die lokal realistische Erklärung ist die Viele-Welten Interpretation. Um das EPR Experiment zu erklären braucht man zwingend ein völlig neues Konzept. Das EPR Eperiment ist meiner Ansicht nach das einzige Experiment der Quantentheorie, das der klassischen Physik fundamental widerspricht.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Weil es dort keinen zeitartigen Killingvektor gibt, sprich: keine Zeittranslationsinvarianz. Mit den Noethertheoremen kannst du aber überall dort, wo eine solche Symmetrie gilt - z.B. in allen statischen Raumzeiten - globale Energieerhaltung definieren. Insbesondere auch im Minkowskiraum, und das ist, was Johann gesagt hat.
Lokal gilt er immer, auch im expandierenden Universum: die Divergenz des Energie-Impulstensors verschwindet. Bei Vorhandensein besagter Symmetrie gilt er zusätzlich auch global. Was nicht bedeutet, dass Fernwirkungen plötzlich erlaubt wären.

Ist aber alles OT.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Hallo Bauhof,

Wo ist denn da ein Widerspruch ?

M.f.G. Eugen Bauhof[/QUOTE]

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Dem stimme ich zu, wenn du mit 'globale Energieerhaltung' meinst, dass dann die Gesamtenergie in diesem Raum erhalten ist. Ich meine mit 'lokal' dass die Energie nicht am Ort A verschwinden und gleichzeitig an einem anderen Ort B auftauchen kann. Da wäre zwar auch die Gesamtenergie erhalten. Die Erhaltung muss aber auch lokal gelten. Damit meine ich: Die Energie kann sich höchstens mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Vermutlich meinen wir das Gleiche.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Ja, dann meinen wir das Gleiche.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Ich muss irgendwie immer noch auf dem Schlauch stehen. Eigentlich willst du nur sagen, dass die Energie nach SRT nicht instantan zwischen zwei raumartig entfernten Ereignissen übertragen werden kann. Da bin ich auch dabei. Aber zwei Punkte sind mir nicht klar:

1. Was hat das mit Energieerhaltung zu tun?

2. Warum verbindest du das damit, dass "in der SRT die Gleichzeitigkeit nicht eindeutig definiert werden kann", womit du schlicht meinst, dass es in der SRT keine absolute Gleichzeitigkeit gibt? Das stimmt zwar, aber zwischen konkreten raumartig entfernten Ereignissen A und B gibt es nur eine Gleichzeitigkeit. Nur von "Orten" A und B im Rahmen der SRT zu sprechen, ist bereits an und für sich nicht eindeutig.


Grüße

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Das ist doch alles offtopic.

Auf der Wikipedia-Qulitätssicherungsseite wird bzgl. des Doppelspalt-Artikels von 'Dampfplauderei' gesprochen. Dieser Begriff passt eigentlich recht gut auf das gesamte Deutungs- und Interpretationsgeschwafel. Das hat doch seit 110 Jahren nicht viel gebracht, ausser immer wiederkehrenden Streitgesprächen im Internet mit zweifelhaftem Unterhaltungswert.

Im krassen Gegensatz zu der Fülle an Interpretationen und Mutmaßungen steht, meiner Meinung nach, ein Mangel an wirklich exakten Darstellungen der Versuchsaufbauten und Meßergebnisse. [*]

Mit Meßergebnissen meine ich nicht die Bilder mit Streifenmuster. - Dabei wird, denke ich, ein entscheidender Teil der zur Verfügung stehenden Information nicht genutzt: Bei einer flachen bildlichen Darstellung geht die Information über die Abfolge der Orts-Einschläge auf dem Detektorschirm verloren. 'Wo findet der nächste Einschlag statt?' ist die eigentliche Frage, die mich interessiert. Ich halte es nämlich für möglich, dass man Aussagen über den Ort des nächsten Einschlags machen kann, allein aus der Analyse der ort-zeitlichen Folge der bisherigen Einschläge.

LG soon

edit[*] oder die haben das wieder irgendwo in Büchern versteckt

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Es ist kein Zufall, dass praktisch alle bedeutenden Quantenphysiker sich an dieser 'Dampfplauderei' intensiv und mit Engagement beteiligt haben. Die Quantenphysik hat von Anfang an davon gelebt, dass die Physiker versucht haben, den Gegensatz zur klassischen Physik zu klären. Ich glaube nicht, dass ohne diese Bemühungen die Revolution der Computer und aller anderen elektronischen Geräte möglich gewesen wäre.


Er könnte auch von der Planetenkonstellation abhängen. Ich glaube, das haben sie auch noch nie untersucht.

AW: Unmöglichkeit der Wegentscheidung
 

Das wird mit dem QM-Lotto genau so wenig funktionieren, wie mit dem normalen. ;)