Messung im Dopelspaltexpt...

[JoAx]

Hi richy!

Zitat von richy

Darueber spekuliere ich nicht mehr.

Zitat von richy

Jede Wechselwirkung konnte man fuer eine Messung verwenden um zu bestimmen durch welchen Spalt das Elektron lief.

Ich zweifle im Moment daran.

Zitat von richy

Aber dabei sollte man nicht vergessen, dass eine Wahrscheinlichkeit keine physikalische Groesse ist.

Von der Information kann man sicher das Selbe behaupten. Oder?

Zitat von richy

Die Wahrscheinlichkeitswelle ist nur eine Beschreibung,

Ja! Warum heisst es eine Welle und zu welchem Zeitpunkt beschreibt es eine wahrscheinliche (?) Verteilung? Doch schon bereits am Anfang, wenn noch kein einziger Quant los ist. Woher wissen die Quanten über den Doppelspalt? Die wissen es gar nicht. Wir wissen es und! wir wissen, dass diese Formel das Ergebniss des Experimentes richtig wiedergibt. Aus Erfahrung. (?)

Zitat von richy

Der physikalische Gegenstand der Beschreibung ist Gegenstand der Interpretationen.

Was ist der physikalische Gegenstand im Falle der Wahrscheinlichkeitswelle? Bei EM-Wellen sind es messbare elektrische und magnetische Felder.


Gruss, Johann

[richy]

Hi Joax

Ich zweifle im Moment daran.

Weil dies zum unverstaendlichen Teil der QM gehoert ?
Alles spricht dafuer, dass die QM nichgtreal und nichtlokal ist.
Das Einfachste ist es dies zu akzeptieren.
Und beim objektiven Zufall gibt es soundso keine andere Moeglichkeit mehr.

Von der Information kann man sicher das Selbe behaupten. Oder ?

Ja, natuerlich. Lesch erwaehnt seinen Geist aber so geschickt, dass die Konsequenz nicht deutlich wird. Und Zeilinger aeussert sich auch nicht konkret. Man muss sich schon selbst Gedanken darueber machen, was er denn wirklich meint.
Es fehlt in der Physik auch ein wichtiger Begriff. Die manifestierte Information, die Heim als Organisation bezeichet. Aber dies verlagert die Problematik ( die manche gar nich sehen wollen) nur etwas.
Und die Irrealitaet der QM ist damit nur zum Teil geloest. Mit der KD gibt es keine Problematik, nur offene Fragen.

Warum heisst es eine Welle und zu welchem Zeitpunkt beschreibt es eine wahrscheinliche (?) Verteilung?

Mathematisch ist der Ausdruck Welle sogar wackelig, denn die DGL ist zeitlich nur erster Ordnung. Ich persoenlich meine nicht, dass man den Zeitbegriff vor der Messung ueberhaupt in unserer Form noch aufrecht erhalten kann. Zeit ist an die Entropie gekoppelt. Einzelne Teilchen kennen keine Entropie.

Woher wissen die Quanten über den Doppelspalt?

Das ist eben die grosse Frage. Die Teilchen muessen dazu Welle sein. Und diese entweder abstrakt ... Das wird akzeptiert, wenn man nicht genauer darueber nachdenkt. ... Oder nicht real. Das wird in der Regel nicht akzeptiert. Wobei der Ausdruck, dass
das Teilchen noch gar nicht realisiert ist wiederum durchaus ueblich ist. Und dass die QM selbst nicht real ist.

Was ist der physikalische Gegenstand im Falle der Wahrscheinlichkeitswelle?

Ah, jetzt bist du wenigstens bis zur entscheidenden Frage vorgestossen. Die Antworten der Interpretationen werden dir aber sicherlich nicht gefallen.

Bei EM-Wellen sind es messbare elektrische und magnetische Felder.

Das denkst du :-)
Bei der EM Welle ist es so, dass man deren Beschreibung schon so weit physikalisiert hat, dass man diese als physikalische Objekt betrachtet. E und H Feld sind wenigstens nicht einheitenlos wie eine Wahrscheinlichkeit.
Aber dennoch wissen wir nur wenig darueber welche Mechanismen wirklich dahinter stecken. Letztendlich landet man hier auch auf atomaeren Ebene. Und damit in der fuer uns nicht verstaendlichen Welt.
Gruesse

[Timm]

Hi Johann,

Zitat von Johann

Das hiesse aber, dass man mit einem "Haar" im Weg der Elektrone das selbe Bild bekommen würde, wie mit einer Wand und zwei (Haar-) Spalten?

Eigentlich wollte ich nur sagen, daß das individuelle Messergebnis, der Punkt auf dem Schirm, immer gleich scharf ist (erst viele Punkte machen ja das Bild). Unabhängig von den Details des Meßaufbaus. Wahrscheinlich habe ich Uli mißverstanden.

Gruß, Timm

[JoAx]

Hi richy!

Zitat von richy

Weil dies zum unverstaendlichen Teil der QM gehoert ?

Ehe im Gegenteil. Es ist ein wenig wie mit dem Schal. Es gibt Frequenzen, die der Mensch nicht wahrnehmen kann. Oder, man kann nicht mit jeder Antenne jede em. Welle empfangen. Kann ein Messgerät keine Wechselwirkung feststellen, ist es evtl. einfach nicht fähig dazu. Im Falle des DS sind die Energieen der Wechselwirkungen zwischen dem e- und den Atomen der DS-Wand evtl. viel zu gering. (?)

Damit unsere Geräte eine WW erfassen können, muss ein gebundener Zustand der/eines Atoms verändert werden. Wenn die Energie dafür nicht ausreicht, dann bleibt die WW (von uns) unentdekt - äussert sich aber, in der Gesamtheit aller socher WW-en, als Beugung/Interferenz. (?)

Ich kann echt nicht behaupten, dass ich da vorbelastet bin. Bevor ich zu Euch gestossen bin, war mir der "Konflikt" zwischen all den Interpretationen schlicht nicht bewusst. KD? VWT? ... - kein Ahnung.

Wo ich jetzt stehe, in wie fern meine Vorstellung "in Ordnung" ist? - Keine Ahnung! (=KD )

Zitat von richy

Alles spricht dafuer, dass die QM nichgtreal und nichtlokal ist.

Ja, ok.

Zitat von richy

Das Einfachste ist es dies zu akzeptieren.

Auch einverstanden. Nur nicht mit ("deiner") Schlussvolgerung, was das bedeutet.

Zitat von richy

Und beim objektiven Zufall gibt es soundso keine andere Moeglichkeit mehr.

Dem objektiven Zufall tut es keinen Abbruch, da die Energie real delokalisiert bleibt. Die Energie der Photonen liegt zwischen x1 und x2=x1+λ "gespeichert". Und hier liegt imho auch der echte, objektive Zufall, denn hier gibt es keine "ungleiche" Wahrscheinlichkeit, soll heissen, dass alle Werte zwischen x1 und x2 für die "Entladung" der Energie gleichwahrscheinlich sind. (?)

Zitat von richy

Mit der KD gibt es keine Problematik, nur offene Fragen.

Wenn das, was ich mir im Moment zusammenreime der KD entspricht, dann würde ich dem nicht 100%-ig zustimmen.

Zitat von richy

Einzelne Teilchen kennen keine Entropie.

Dem würde ich jetzt zustimmen, aber es geht ja nicht nur um ein Teilchen, sondern um die Entwicklung dessen Position (Relation) relativ zu den anderen. (?)

Zitat von richy

Das ist eben die grosse Frage. Die Teilchen muessen dazu Welle sein.

Oder über (em.) Wellen "kommunieziren". (???!)

Zitat von richy

Ah, jetzt bist du wenigstens bis zur entscheidenden Frage vorgestossen.

Zitat von richy

Das denkst du :-)

Ich kann mich noch dunkel daran erinnern, wie ich mir in der Schule die E und H Felder versucht habe vorzustellen. (Wie diese zustande kommen.) Das diese in der Vorstellung vlt. mehr als weniger abstrakt bleiben ist sicher richtig, ich denke aber schon, dass dahinter etwas reales steckt. Ich denke aber nicht, dass man etwas realisieren (= auch nur teilweise aus der Abstraktheit holen) kann, indem man diesem etwas Einheiten oder Dimensionen (Räume) zuspricht. Man kann die zeitliche Entwicklung der Geschwindigkeit (z.B.) als Graph darstellen. Da haben wir dann als Räume die Zeit und die Geschwindigkeit. Aber gibt es deswegen (real) einen Geschwindigkeitsraum? Ich denke doch eher nicht.


Gruss, Johann

[JoAx]

Zitat von Timm

Eigentlich wollte ich nur sagen, daß das individuelle Messergebnis, der Punkt auf dem Schirm, immer gleich scharf ist (erst viele Punkte machen ja das Bild).

Ach so! Klar!

Damit ein Interferenzbild in seiner Gesamtheit geben kann, müssen die Abmessungen der Spalte im Bereich der Wellenlänge der zu testanden Quanten liegen. Das habe ich mit der "Abstimmung" gemeint.


Gruss, Johann

[okotombrok]

Hallo zusammen,

auch auf die Gefahr hin, kritisiert zu werden, weil ich hier etwas schon oft Gesagtes wiederhole oder lange Gewusstes an den Mann bringen will, möchte ich hier das Doppelspaltexperiment aus „meiner Sicht“ schildern, weil ich hin und wieder erlebe, dass hier und da, ob bewusst oder unbewusst, der Versuch gemacht wird, quantenmechanische Phänomene klassisch zu verstehen.
„Aus meiner Sicht“ heißt nicht „auf meinem Mist gewachsen“. Es stellt vielmehr die Essenz aus dem dar, was ich als Laie und Autodidakt darüber gelesen und was ich mir einbilde verstanden zu haben.

Mein vorrangiges Anliegen ist es, mein Laienwissen und -verständnis eurer Kritik auszusetzen um daraus zu lernen und in Erfahrung zu bringen, ob ich euren Diskussionen gewachsen bin.

Die Autoren, die ich bisher gelesen habe sind im wesentlichen Zeilinger, Görnitz, Weizsäcker und Heisenberg.

Vorab eine kurze Beschreibung des Doppelspaltexperiments, die nicht die meine ist und deswegen kursiv gesetzt ist:

Ein Elementarteilchen wird von einer Quelle ausgesendet, durchläuft einen Doppelspalt und trifft schließlich auf einen Schirm, wo es an einem bestimmten Ort beobachtet werden kann. Wo dieser Ort sein wird, wissen wir im Voraus nicht, können aber, weil sich bei vielen Teil-chen ein Interferenzbild einstellt, statistische Aussagen über den Ort eines Teilchens machen. Interferenz bedeutet, dass das Teilchen eine Welle sein muss, denn nur Wellen können inter-ferrieren. Da wir das Teilchen aber an einem bestimmten Ort beobachten, muss es auch als Teilchen angesehen werden. Das Teilchen verhält sich also auf dem Weg von der Quelle bis zum Schirm einmal als Welle und ein anderes mal als Teilchen.

So oder so ähnliche Beschreibungen oder auch nur einzelne Formulierungen davon sind von vornherein zum Scheitern verurteilte Versuche, quantenmechanische Phänomene klassisch zu verstehen.
Schon die Frage danach, was bei beobachtetem Interferenzbild mit einem einzelnen Teilchen am Doppelspalt passiert, ist ein Fehler. Dass ein Teilchen ein lokalisierbares physikalisches Objekt ist, dessen Bewegung durch den Raum eine Bahn beschreibt, ist eine rein klassische Beschreibung. Gerade die Formulierung von Bahnen ist etwas Wesentliches, was die klassische Mechanik von der Quantenmechanik unterscheidet. In der Quantenmechanik gibt es keine Bahnen, sondern Zustände, Ereignisse und Beziehungen (bei Bahnen, die in der Nebelkammer beobachtet werden, handelt es sich kaum um Bahnen einzelner Elementarteilchen).

Wir sollten also bei dem bleiben, was wir beobachten, und das ist weder die „Flugbahn“ eines Teilchens noch sein Auftreffen auf dem Schirm, sondern lediglich die Zustandsänderung eines bestimmten Segmentes des Schirms – dann sagen wir, wir haben ein Teilchen gemessen.

Dieses Teilchen ist nicht, sondern entsteht durch Überlagerung von Feldern beim Messprozess und durch denselben an einem bestimmten Ort auf dem Schirm. Ich nenne das ein Ereignis, nicht ein Teilchen. Wir können nicht davon ausgehen, dass sich auch ohne Messung am gleichen Ort das Teilchen befunden hätte; wir können noch nicht einmal von der Existenz eines Teilchens ausgehen, wenn wir es nicht beobachtet haben.
In welchem Segment des Schirms nun dieses Ereignis bei einer Messung stattfindet, obliegt dem objektivem Zufall, entzieht sich also einer Begründung. Gleichwohl lassen sich aber statistische Voraussagen über den Ort machen, die durch die Schrödingerwelle, Wahrscheinlichkeitswelle beschrieben wird. Wir können jetzt bei vielen gemessenen Teilchen am Interferenzmuster ablesen, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass an einem bestimmten Ort bei der nächsten Messung das Ereignis, ein Teilchen zu messen, stattfindet, oder wir nehmen die Schrödingergleichung zu Hilfe.

An dieser Stelle halte ich es für unbedingt notwendig, auf den wesentlichen Unterschied zwi-schen der Statistik der Quantenmechanik und der der klassischen Mechanik zu hinzuweisen.
Bei thermodynamischen Prozessen der klassischen Mechanik lassen sich über die Zustandsentwicklungen nur statistische Voraussagen treffen. Eine exakte Voraussage des Systemzustandes scheitert nur daran, dass die Anzahl der zu berücksichtigen Parameter mit fortschreitender Entwicklung ins Unermessliche wächst, und somit praktisch nicht mehr erfasst werden können. Die Chaostheorie formuliert den Vorgang so, dass selbst kleinste Änderungen der Anfangsbedingungen im weiteren Verlauf zu expotentiell anwachsenden Veränderungen führt. Beide, die Thermodynamik und die Chaostheorie sind oder gehören deterministischen Theorien an. Ihre Unbestimmtheit basiert nur auf Unwissen.

Bei der Quantentheorie ist das grundsätzlich anders. Unbestimmtheit heißt hier nicht mangelndes Wissen, sondern ist Realität.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen klassischer Mechanik und der Quantenmechanik ist der der statistischen Beschreibung. In der klassischen Mechanik bedeutet es Unwissen, in der Quantenmechanik Mehrwissen.

Unbestimmtheit heißt noch nicht entschieden, nicht determiniert.

Was heißt jetzt aber Mehrwissen?
Die Wahrscheinlichkeitswelle zeigt uns Informationen, die prinzipiell wissbar sind, aber noch nicht gewusst werden. Wir haben also ein Potential an Informationen, die alle richtig sind. Beim Akt der Messung wird jetzt eine einzige Information zum Faktum und somit zu dem, was in der klassischen Mechanik unter dem Begriff „physikalisches Objekt“ verstanden werden kann. Es kann dann im Weiteren auch klassisch beschrieben werden, zumindestens was seinen Ort anbelangt.

Sowohl was den Schirm anbelangt wie auch den Doppelspalt, von beiden besitzen wir potenzielle Informationen. Das Besondere am Doppelspalt ist nun, dass die Informationen, welcher Weg und Interferenzbild, komplementär sind. Entweder der Weg (besser, an welchem Spalt wir ein Teilchen messen), oder das Interferenzmuster wird zum Faktum, niemals beides.

Komplementarität ist ein weiteres wesentliches Merkmal der Quantenmechanik und besagt, dass nicht alles, was im einzelnen wissbar ist, gemeinsam gewusst werden kann.

Eine spannende Frage ist jetzt, was mit den Informationen passiert, die nicht zum Faktum werden.
An anderer Stelle im Forum schrieb ich, dass sie zerstört würden. Das war eine unreflektierte sprachliche Schusselichkeit. Eugen Bauhof schlug vor, von Verlorengegangenem zu reden. Zweifelsohne eine bessere Formulierung – obwohl, kann in unserem Universum etwas verloren gehen?

Wenn wir die Hypothese aufstellen, auch diese Informationen werden zu Fakten, dann kann das nur in anderen Universen geschehen. Abgesehen davon, dass das nicht falsifizierbar ist, also eher Glaubenssache, ist mir diese Idee viel zu hypothetisch.

Wenn wir uns auf das beschränken, was wir wissen, kann man sagen, dass die Wahrscheinlichkeitswelle Mehrwissen bedeutet im Sinne von wissbar, nicht im Sinne von gewusst werden. Gewusst wird nur eine einzige Information, die zum Faktum wird, zu etwas, was allgemein als physikalisches Objekt verstanden werden kann. Die anderen Informationen stehen nicht mehr zur Verfügung, sind nicht mehr wissbar.

Thomas Görnitz setzt jetzt diese nicht mehr zur Verfügung stehenden Informationen mit dem Begriff Entropie gleich. Das erscheint mir schlüssig. Die Entropie nimmt zu in unserem Universum, dass lokal auch Ordnung entsehen kann, ändert daran nichts. Durch Beobachtung/Wechselwirkung entstehen Fakten, physikalische Ordnung. Informationen, die nicht zum Faktum werden, vergrößern die Unordnung.

Thomas Görnitz:
Entropie ist Information, welche nicht zur Verfügung steht
„Quanten sind anders“; Spektrumverlag 1999; Seite 249

Mit freundlichen Grüßen okotombrok

[JoAx]

Hallo okotombrok!

Ich habe mir Zeit genommen, um dein Beitrag durch zu denken. Und auch wenn ich nicht behaupten kann, dass ich viel davon verstehe, versuche ich mich trotzdem.

Zitat von okotombrok

Schon die Frage danach, was bei beobachtetem Interferenzbild mit einem einzelnen Teilchen am Doppelspalt passiert, ist ein Fehler.

Ich denke, dass man diesen Satz so nicht stehen lassen kann. Dass am Doppelspalt auch mit einem einzigen Teilchen etwas passiert, folgt imho allein schon daraus, dass es einen Einfluss gibt, den es bei einem Einfachspalt so nicht gibt. Ich würde den Satz so aussprechen:

"Schon die Frage danach, was bei beobachtetem Interferenzbild mit einem einzelnen Teilchen am Doppelspalt exakt passiert, ist ein Fehler."

Auch in den nachfolgenden Sätzen fehlt mir dieses - exakt. "... exakt lokalisierbares physikalisches Objekt ..." oder "... den Raum eine exakte Bahn beschreibt ...".

Zitat von okotombrok

Wir sollten also bei dem bleiben, was wir beobachten, und das ist weder die „Flugbahn“ eines Teilchens noch sein Auftreffen auf dem Schirm, sondern lediglich die Zustandsänderung eines bestimmten Segmentes des Schirms – dann sagen wir, wir haben ein Teilchen gemessen.

Weisst du, wie die prinzipielle Versuchsanordnung aussah, ohne dabei gewesen zu sein, wenn du das Interferrenzbild siehst? Woher?

Zitat von okotombrok

Dieses Teilchen ist nicht, sondern entsteht durch Überlagerung von Feldern beim Messprozess und durch denselben an einem bestimmten Ort auf dem Schirm.

Ich denke auch, dass die Zustandsveränderungen der Atome durch Photone ausgelöst werden. Aber heisst es auch, dass ein Elektron (mit Ruhemasse und el. Ladung) kein Teilchen ist?

Zitat von okotombrok

Wir können nicht davon ausgehen, dass sich auch ohne Messung am gleichen Ort das Teilchen befunden hätte;

Aber evtl. davon, dass es sich in der Umgebung dieses Ortes befunden hätte?

Zitat von okotombrok

wir können noch nicht einmal von der Existenz eines Teilchens ausgehen, wenn wir es nicht beobachtet haben.

Wir sorgen selbst dafür, dass es die Teilchen gibt. Wir können aber keine exakte Vorhersagen über bestimmte Eigenschaften, oder vlt. auch über deren Entwicklung treffen. (?)

Zitat von okotombrok

In welchem Segment des Schirms nun dieses Ereignis bei einer Messung stattfindet, obliegt dem objektivem Zufall,

Ja.

Zitat von okotombrok

entzieht sich also einer Begründung.

Jein. (?) Darf man den objektiven Zufall begründen? Der würde dadurch ja nicht weniger zufällig.

Zitat von okotombrok

An dieser Stelle halte ich es für unbedingt notwendig, auf den wesentlichen Unterschied zwischen der Statistik der Quantenmechanik und der der klassischen Mechanik zu hinzuweisen.
...
Ihre Unbestimmtheit basiert nur auf Unwissen.

Einverstanden.

Zitat von okotombrok

In der klassischen Mechanik bedeutet es Unwissen, in der Quantenmechanik Mehrwissen.

Interessant. Wo steckt dieses Mehrwissen? In der Natur, oder (nur) in der Gleichung?

Zitat von okotombrok

Wir haben also ein Potential an Informationen, die alle richtig sind.

Solange die Randbedingungen stimmen?

Aber vlt. ist es auch nur Stuss, was ich von mir gebe.

Gruss, Johann

[Timm]

Hallo okotombrok,

im Großen und Ganzen stimme ich Deiner Betrachtung zu, unter dem Vorbehalt, selbst auch nur über ein bißchen angelesenes Wissen zu verfügen. Über einige Teilaspekte könnte man sich vielleicht unterhalten, allerdings mit der Gefahr schnell in semtischer Beliebigkeit oder Metaphysik steckenzubleiben.

Wie z.B.:

Zitat von okotombrok

Dieses Teilchen ist nicht, sondern entsteht durch Überlagerung von Feldern beim Messprozess und durch denselben an einem bestimmten Ort auf dem Schirm. Ich nenne das ein Ereignis, nicht ein Teilchen.

Weshalb von Überlagerungen von Feldern beim Messprozess sprechen?

Denn,

Zitat von okotombrok

Wir sollten also bei dem bleiben, was wir beobachten,

Du schreibst: "Dieses Teilchen ... entsteht ... beim Messprozess und durch denselben an einem bestimmten Ort auf dem Schirm. Ich nenne das ein Ereignis, nicht ein Teilchen."

Oder verkürzt: Das Entstehen des Teilchens ist ein Ereignis, kein Teilchen.

Hmm, bin nicht sicher, was die Botschaft ist.

Zitat von okotombrok

Eine spannende Frage ist jetzt, was mit den Informationen passiert, die nicht zum Faktum werden.
An anderer Stelle im Forum schrieb ich, dass sie zerstört würden. Das war eine unreflektierte sprachliche Schusselichkeit. Eugen Bauhof schlug vor, von Verlorengegangenem zu reden. Zweifelsohne eine bessere Formulierung – obwohl, kann in unserem Universum etwas verloren gehen?

Ob nun zerstört, oder verlorengegangen, die physikalische Aussage lautet doch schlicht, daß aus dem Potential der Möglichkeiten, eine davon durch den Messprozess realisiert wurde. Damit gehört das Potential der Möglichkeiten der Vergangenheit an.

Zitat von okotombrok

Thomas Görnitz setzt jetzt diese nicht mehr zur Verfügung stehenden Informationen mit dem Begriff Entropie gleich. Das erscheint mir schlüssig. Die Entropie nimmt zu in unserem Universum, dass lokal auch Ordnung entsehen kann, ändert daran nichts. Durch Beobachtung/Wechselwirkung entstehen Fakten, physikalische Ordnung. Informationen, die nicht zum Faktum werden, vergrößern die Unordnung.

Dafür fehlt mir das Verständnis, wobei ich Görnitz nicht kenne. Es gibt zwar etwa in der Thermodynamik aber auch bei schwarzen Löchern die Deutung der Entropie über die Wahrscheinlichkeit mikroskopischer Zustände. Dies nun aber anzuwenden auf die QT und hier auf ein Potential von Möglichkeiten, das beim Messprozess in sich zusammen sackt, erscheint mir doch etwas gewagt. Vielleicht ist Görnitz ein Anhänger der VWI. Dann hätte seine Deutung der Entropie keinen empirischen Wert.

Gruß, Timm

[Helix]

Ich muss sagen, ihr geht an die Sache Falsch heran.

Ihr Fragt nach dem wie,
Fragt nach dem Warum,
warum verhalten sich die Teilchen bzw Wellen so,
Bsp
2 Magnete ziehen sich an, weil ...
Außerdem ist es nicht sinnvoll mathemathische Disskussionen zu veranstalten, wenn die Idee fehlt

ich meine es gibt eine menge Menschen die den Mathekramm können, aber es gibt nur 1 Einstein.

[JoAx]

Zitat von Helix

Fragt nach dem Warum,

Wie ist deine Antwort auf das - Warum, Helix?


Gruss, Johann