EPR und Stern-Gerlach-Effekt
Das EPR-Experiment zeigt, dass im Moment der Messung des Spins eines von 2 verschränkten Teilchen, der Spin des anderen den komplementären Wert hat.
Angenommen, man misst mit dem Stern-Gerlach-Experiment den Spin eines von 2 verschränkten Teilchen, wann steht dann des Spin des anderen Teilchens fest? |
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Das kommt auf die Betrachtungsweise an.
Wenn du Spin A misst, steht für dich ab dieser Messung auch der Spin B fest; du weißt exakt, welchen Wert du bzw. jemand anders für Spin B erhalten würde. Für einen anderen Beobachter, der davor nichts weiß, stehen Spin A und B noch nicht fest. Wenn der andere Beobachter jedoch Platonist ist, würde er wohl argumentieren, dass ab dieser Messung sowohl Spin A als auch B feststehen, obwohl er nichts von der Messung weiß. |
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Und wie misst man, ob ein Spin feststeht?
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Z.B. mittels Stern-Gerlach, wobei aus der Positionsmessung der Spin folgt. Oder im Falle von Photonen mittels Polarisatoren und Photodetektoren.
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Alles andere sind umständliche Versionen des Andromeda-Paradoxons, die nicht weiterhelfen. |
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Beim Stern-Gerlach-Experiment ist der Drehimpuls durch die Ablenkung der Bahn festgelegt, z.B. nach oben bzw. nach unten. Damit sollte die Superposition der beiden Möglichkeiten aufgehoben sein, unabhängig davon, ob noch eine Lokalisierung des Teilchens erfolgt oder nicht. Richtig? |
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φ(r) [a χ(↑) + b χ(↓)] dann erhältst du natürlich eine Superposition der Form a φ₁(r) χ(↑) + b φ₂(r) χ(↓) mit zwei Wellenpaketen φ₁, φ₂ die im Ortsraum unterschiedlich lokalisiert sind. Wenn du nun gemäß von Neumann zu Zeiger-Zuständen eines Messgerätes übergehst, die statt des Spins den Ort des Elektrons anzeigen, dann findest du a φ₁(r) χ(↑) Z₁ + b φ₂(r) χ(↓) Z₁ d.h. auch eine Superposition der Zeiger für Ort 1 und Ort 2. Du wirst die Superposition erst dadurch los, dass du eine Ortsmessung durchführst bzw. diese beschreibst. Damit folgt dann z.B. mit Wahrscheinlichkeit |a|² die Projektion φ₁(r) χ(↑) Z₁ Für zwei verschränkte Teilchen musst du natürlich aus zwei Einzelzuständen einen verschränkten Zustand konstruieren. |
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Das inhomogene Magnetfeld sei so beschaffen, dass es ein initiales Wellenpaket φ(r) mit Spinzustand χ(↑) bzw. χ(↓) in den finalen Zustand φ₁(r) χ(↑) bzw. φ₂(r) χ(↓) überführt. Ersteres entspreche der Ablenkung nach oben, letzteres der Ablenkung nach unten.
Das Magnetfeld überführt dann den Superpositionszustand φ(r) [a χ(↑) + b χ(↓)] in a φ₁(r) χ(↑) + b φ₂(r) χ(↓) Es handelt sich dabei um die unitäre und lineare Zeitentwicklung gemäß der Schrödingergleichung - genauer: der Pauli-Gleichung. Dabei wird keine Entscheidung erzwungen, es findet keine Messung statt. Eine Messung wäre eine Ortsmessung, z.B. durch einen Detektor. |
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ScienceUp - Dr. Günter Sturm