AW: Quantenverschränkung auch zwischen (fast) sichtbaren Objekten?
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@TomS:
Zitat: "...allerdings unterliegt der Schuh als makroskopisches Objekt der Dekohärenz, was dazu führt, dass typische, aus dem mikroskopischen Bereich bekannte Effekte wie z.B. Interferenzen und Verschränkung “unsichtbar” werden." Sorry, aber da drehe ich mich gefühlt etwas im Kreis. War nun das "Aluminium-Trommelfell" (das mit einem menschl. Haar vergleichen wurde) oder die "Strahlen von der Größe eines Bakteriums" des "Experiments" nicht schon makroskopisch? Ich meine es wurde ja als angeblich erfolgreich quantenverschränkt "angepriesen" im Experiment. Gehts bei genügender Abschirmung auch bei makroskopischen Dingen, aber wie kann man schon gegen alle Teilchen, Gravitation, Hintergrundstrahlung etc. abschrimen und ich denke auch nicht, dass das im Experiment oder jemals gemacht/erreicht wurde....wie siehst du das? ...und was meinst du mit "unsichtbar"? Danke im Voraus für eine Info. |
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https://www.nature.com/articles/s41586-018-0036-z/ das komplette pdf hier: https://arxiv.org/pdf/1710.11147.pdf Da wird jede Menge Aufwand betrieben, um 2, mit einem fiber-optischen Lichtwellenleiter miteinander verbundene, Mikro-Resonatoren ("optomechanical crystals") im Abstand von 20 cm miteinander zu verschränken. Das gelingt für einen Zeitraum von 3-4 Mikrosekunden, dann dekohäriert der verschränkte Zustand aufgrund von Wechselwirkungen. Zitat:
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Zu Messungen muss ich noch suchen. Zu: "... allerdings unterliegt der Schuh als makroskopisches Objekt der Dekohärenz, was dazu führt, dass typische, aus dem mikroskopischen Bereich bekannte Effekte wie z.B. Interferenzen und Verschränkung “unsichtbar” werden." und deiner Frage Zitat:
Zunächst mal ”sehen” wir Interferenzen praktisch nie direkt. Wenn wir Quantenobjekte wie z.B. Elektronen oder Photonen beobachten, dann beobachten bzw. messen wir immer einzelne und letztlich lokalisierte Elektronen oder Photonen. Ein Photon wird in einem Sensor z.B. immer von einem Atom absorbiert. Erst durch die Überlagerung vieler derartiger Prozesse entsteht das typische Interferenzmuster. Dann beobachten wir keine makroskopischen Superpositionen wie “der Fußball ist im Tor und der Fußball geht am Pfosten vorbei”. D.h. “unsichtbar” bedeutet zunächst, dass diese Phänomene für makroskopische Objekte nicht, und für mikroskopische Objekte nicht direkt beobachtet werden. “Unsichtbar” bedeutet auch, dass uns einerseits der mathematische Formalismus der Quantenmechanik zwar sagt, dass derartige Superpositionen rein mathematisch existieren müssen, da wir nur so die korrekten Vorhersagen erhalten - z.B. am Doppelspalt - andererseits jedoch keine direkte Beobachtung von Interferenz oder Superposition vorliegt. Das kann man nun unterschiedlich interpretieren: 1a) der mathematische Formalismus ist ein reines Rechenwerkzeug und sagt uns nichts über das, was tatsächlich existiert oder geschieht; er erlaubt uns jedoch die Berechnung der Messergebnisse 1b) der mathematische Formalismus trifft ohnehin nur auf statistische Ensembles zu, nie auf einzelne Objekte 2) Quantenobjekte existieren tatsächlich in Superpositionszuständen, diese Superpositionen “verschwinden” jedoch im Zuge einer Messung; letztlich führt das zum sogenannten “Kollaps der Wellenfunktion”, d.h. wenn ich das System beobachte, dann verschwindet die Superposition und es verbleibt das klassische Bild wie z.B. “der Fußball ist im Tor [I]”. Diese Interpretation ist in sich nicht wirklich konsistent, da man logisch nicht unterscheiden kann zwischen Situationen, in denen die Superposition verschwinden soll, und anderen, in denen sie erhalten bleibt; man mogelt sich aus der Nummer raus. Die Dekohärenz besagt mathematisch im wesentlichen, dass für Quantenobjekte in Wechselwirkung mit der Umgebung - Luftmoleküle auch im Hochvakuum, thermische Photonen auch nahe am absoluten Nullpunkt - makroskopische Superpositionszustände von uns jeweils einzeln vertrauten Zuständen entstehen, stabil bleiben, jedoch wechselweise nicht mehr miteinander interferieren und somit wechselweise unsichtbar sind. Also “der Fußball ist im Tor und der Fußball geht am Pfosten vorbei”. Das kann man nun im Sinne von (1) oder (2) weiter interpretieren. 3) Man kann jedoch auch die Interpretation vertreten, dass dieser Zustand “der Fußball ist im Tor und der Fußball geht am Pfosten vorbei” tatsächlich real existiert, weil uns die Dekohärenz sagt, dass die beiden Fälle wechselweise unsichtbar sind. Genauer: das Stadion ist tatsächlich im Superpositionszustand “(der Fußball ist im Tor und die Fans jubeln) und (der Fußball geht am Pfosten vorbei und die Fans bleiben ruhig)”. Jeder Fan existiert dann in einer Superposition, wobei die beiden “Komponenten” des Fans bzw. Stadions wechselweise für einander unsichtbar werden; eine “Komponente” des Fans beobachtet dann z.B. “der Fußball ist im Tor und die Fans jubeln”, die andere “Komponente” des Fans beobachtet die andere Situation. Dies ist die Everettsche oder “viele-Welten-Interpretation” die aus dem Formalismus der Quantenmechanik - heute insbs. der Dekohärenz - hergeleitet werden kann, also nicht gesondert postuliert werden muss. Die Unterscheidung (1 - 3) und weiterer Interpretationen ist weitgehend eine philosophische und keine im engeren Sinne physikalische Fragestellung, da die Vorhersagen der Theorie unabhängig von der gewählten Interpretation immer experimentell bestätigt werden. Die Frage “warum wird die Superposition unsichtbar?” wird dabei unterschiedlich beantwortet 1) irrelevant; die (statistischen) Vorhersagen sind zutreffend 2) Postulat eines Kollapses, damit die mathematischen Vorhersagen zu den Beobachtungen passen; die Superposition verschwindet 3) aufgrund der Dekohärenz, d.h. die Superposition bleibt existent Die philosophische Grundhaltung ist entscheidend: A) Physik befasst sich mit messbaren Phänomenen, also mit dem, was wir beobachten B) wie oben gesagt logisch nicht konsistent C) Physik befasst sich außer mit messbaren Phänomenen damit, was tatsächlich real existiert und geschieht Wenn ich mich auf (A) beschränke, dann bin ich mit (1) gut bedient, der Rest kann mir egal sein, Wenn ich bei (B/2) bin, sollte ich die logische Konsistenz meiner Position hinterfragen. Wenn ich den Anspruch (C) habe, ist (1) unbefriedigend, (3) dagegen ein logisch naheliegender Standpunkt. |
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@Tom, nochmal zu "... doch", womit du sagst, ein Schuh sei ein Quantenobjekt. Diesen Punkt will ich besser verstehen.
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantu..._probabilities Zitat:
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Zunächst mal zur Wikipedia
„The decoherence has irreversibly [besser - in practice] converted quantum behaviour (additive probability amplitudes) to classical behaviour (additive probabilities). In terms of density matrices, the loss of interference effects corresponds to an [effective / in very good approximation] diagonalization of the "environmentally traced-over" density matrix.“ Heißt: Quanteneffekte sind nicht verschwunden, nur eben extrem stark unterdrückt. Die Begründung dafür, dass ein makroskopisches Objekt wie ein Schuh ein Quantenobjekt ist, obwohl mit der Dekohärenz ein nahezu vollständiger Verlust der Interferenzfähigkeit vorliegt, ist eben, dass die Dekohärenz - anders als die Kopenhagener Schule - keinen Heisenbergschen Schnitt zwischen einer quantenmechanischen und einer klassischen Welt postuliert, sondern immer alle Objekte intrinsisch quantenmechanisch versteht, auch wenn gewisse quantenmechanische Effekte effektiv unsichtbar werden. Die Größe hat damit auch wenig zu tun, denn dies gilt ja auch für mikroskopische Objekte, z.B. Elektronen und deren teilchen-artiger Registrierung hinter dem Doppelspalt oder Teilchenspuren in der Nebel- oder Blasenkammer. |
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Wobei ich schon denke, daß der Heisenbergsche Schnitt konzeptuell unbefriedigend ist. Aber das ist halt Elementen von Interpretationen je nach Standpunkt nun mal zu eigen. |
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