Teilchenzustand vor Messung unbestimmt?

[Hermes]

Zitat von EMI

Ich werde bis an mein Lebensende nicht verstehen, wie ein Elektron durch zwei Spalte fliegen kann.

Gruß EMI

Hi EMI,

Du verstehst aber (freilich ohne daran glauben zu wollen) die Idee der Viele Welten?!
Ich gehe davon aus!

Das wirft die Frage auf:
Kann man etwas nur verstehen, wenn es sich beweisen läßt...?

Gruß Hermes

[JoAx]

Hi Gwunderi!

Zitat von Gwunderi

« … ändert sich das Beugungsmuster … »: genauer ausgedrückt wäre: entsteht ein Interferenzmuster.

Gibt es bei nur einem Spalt interferrenz? Ober ist es nur Beugung?

Zitat von Gwunderi

Beugungs- und Interferenzmuster sind ja nicht ganz dasselbe.

Ja. Warum erzeugen dann sowohl die Interferrenz als auch Beugung ähnliche Bilder? Beugung:



Weil nicht vom Spalt, sondern von den Rändern des Spaltes gebeugt (gestört) wird!? Und was ist, wenn die "Dicke" des Randes (senkrecht zur Bewegungsrichtung) auch eine Rolle spielt?

Zitat von Gwunderi

Das Dumme ist nur, dass bei Wasser, wenn beide Spalten gleichzeitig offen sind, in jedem Fall ein Interferenzmuster entsteht. Bei Elementarteilchen hingegen nicht.

Naja. Bei Wasserwellen ist es auch recht schwer die Quantisierung zu erreichen.

Zitat von Gwunderi

Wenn ein Detektor hinter einem der Spalten misst, ob bei gleichzeitig geöffneten Spalten ein Teilchen durch "seinen" Spalt hindurchgeht (oder durch den anderen), bildet sich überhaupt keine Interferenz mehr.

Nur wenn der Detektor so eingestellt ist, dass dieser das durch "seinen" Spalt durchgegangene Teilchen auf jedenfall detektiert. Andernfalls bekommt man ein gemischtes Bild.

Zitat von Gwunderi

(grob ein Streifen; ich denke hier ist die Vereinfachung zulässig, v.a. um es nicht mit einem Interferenzmuster zu verwechseln).

Genau das ist vlt. zu viel des Guten. (?)

Wie "erkennt" denn das Elektron die Materie des Schirmes, in dem die Spalte eingeritzt sind? Nicht etwa durch "mechanischen" Körperkontakt, a la Billiard, sondern durch em. Felder. Weil es sich bewegt, kommt es (imho) auch zu wechselnden em. Feldern. Und was ist Licht (-detektor)? - Nichts anderes als wechselnde em. Felder - em. Wellen.

Eine Lichtschranke als Detektor könnte (?) das Vorhandensein der Materie simulieren. Es wäre so, als wäre in der Tat nur ein Spalt offen. Zumindestens für das Elektron, das durch das nicht überwachte Spalt gegangen ist.

Mit Wasserwellen kommt man schnell an Grenzen.

Na ja. Vlt. es es auch nur Stuss, was ich da von mir gebe.


Gruss, Johann

PS:
http://www.tphys.jku.at/group/klein/dslit.pdf
http://www.hep.princeton.edu/~mcdonald/examples/QM/born_zp_37_863_26.pdf

[JoAx]

Hi Uli!

Zitat von Uli

Aber diese Interferenz zeugt ja gerade davon, dass für ein und dasselbe Elektron von beiden Spalten zugleich Materiewellen (nach Huygens) ausgehen.

Ist es die einzige (einfachste?) denkabare Möglichkeit, wie ein Interferrenmuster entstehen kann, oder gäbe es auch andere?


Gruss, Johann

[Gwunderi]

Zitat von JoAx

Gibt es bei nur einem Spalt interferrenz? Ober ist es nur Beugung?

Bei einem Einzelspalt gibt es nur Beugung und keine Interferenz. Interferenz entsteht, wenn zwei oder mehrere Wellen "aufeinanderstossen", eben miteinander interferieren.

Zitat von JoAx

Ja. Warum erzeugen dann sowohl die Interferrenz als auch Beugung ähnliche Bilder?

In beiden Fällen sind ja Wellen beteiligt. Und die Streifen bilden die Wellenberge und -täler (oder Maxima und Minima) ab. Bei der Überlagerung von zwei Wellen (=Interferenz) addieren sich die beiden Wellenzüge, wo Wellenberg auf Wellenberg trifft, entsteht ein doppelt so hoher Berg, Wellental auf Wellental ergibt ein doppelt so tiefes Tal, und Wellenberg auf Wellental löschen sich gegenseitig aus - die resultierende Welle entsteht also durch Überlagerung oder Interferenz.

Zitat von JoAx

Ist es die einzige (einfachste?) denkabare Möglichkeit, wie ein Interferrenmuster entstehen kann, oder gäbe es auch andere?

"Klassisch" schon. Es gibt aber die berühmte Frage: «Aufeinandertreffende Wellen erzeugen immer Interferenz (schon fast definitionsgemäss), aber kann man deshalb bei Interferenz automatisch auch auf eine Welle schliessen?»

Grüsslein, Gwunderi

[SCR]

Hallo EMI,

Zitat von EMI

Ich werde bis an mein Lebensende nicht verstehen, wie ein Elektron durch zwei Spalte fliegen kann.

ich hoffe nicht, dass Du von uns gehen wirst, bevor diese Frage geklärt ist.

Hallo Uli,

Zitat von Uli

Aber diese Interferenz zeugt ja gerade davon, dass für ein und dasselbe Elektron von beiden Spalten zugleich Materiewellen (nach Huygens) ausgehen.

Ja, genau wie EMI sagt: "Das Elektron" fliegt durch beide Spalten.
Aber eben nur solange man nicht seinen Aufenthaltsort zu einem bestimmten Zeitpunkt "schärft": Beides durch Messung aus Sicht eines Beobachters an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Hallo Gwunderi,

Zitat von Gwunderi

Ein Elektron ist aber nicht zeitlos, und trotzdem "weiss" es anscheinend, ob ein Detektor hinter dem Spalt lauert oder nicht, oder - analog - ob nur ein Spalt oder beide zugleich offen sind.

IMHO: Das Teilchen Elektron weiß überhaupt nichts solange es keine WW mit anderer Materie eingeht.

Frage: Wie definierst Du
a) den Ort eines Teilchens zu einem bestimmten Zeitpunkt?
b) den Ort einer Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt?

[Gwunderi]

Zitat von SCR

IMHO: Das Teilchen Elektron weiß überhaupt nichts solange es keine WW mit anderer Materie eingeht.

Ja, darum habe ich ja "wissen" in Anführungszeichen gesetzt - sonst können wir ja zu diskutieren beginnen, ob ein Elektron mit Gehirn oder Nervenzellen ausgestattet ist

Aber immer diese Wechselwirkung, mit anderer Materie, mit solch oder anderer Energie …
Ist mir auch klar, dass (physikalisch) irgendetwas immer durch Wechselwirkung geschieht (vielleicht etwas laienhaft ausgedrückt), auch Wahrnehmung geschieht durch WW (Photonen treffen auf meine Augen, Schallwellen an mein Ohr usw.).

Könnte es etwas mit der Akausalität zu tun haben? Über diese sind wir uns glaube ich alle einig?
Bei einer Wechselwirkung geschieht immer etwas aufgrund von etwas anderem, sagen wir A aufgrund von B; sie verändert sowohl A wie auch B, aber (wegen der Entropie eigentlich?) sagen wir immer, A bewirkt oder ist die Ursache von B. Die Strasse wird nass, weil es regnet (es regnet, weil die Strasse nass ist tönt/ist ziemlich unsinnig).

Aber was ist auf Quantenebene die Ursache und was die Wirkung? Schrieb nicht richy kürzlich etwas in diese Richtung? Ja, hier:

Zitat von richy

Ein isoliertes Teilchen kennt keine Entropie und damit keine Richtung eines Zeitpfeils, die notwendig ist um eine kausale Realitaet in unserem Sinne herzustellen.
Ein wichtiger Punkt bei der Dekohaerenz duerfte somit die Wechselwirkung mit Systemen die eine Entropie beinhalten sein. Letztendlich die globale Entropie.

Sollte man sich darüber einmal Gedanken machen?

Habe jetzt nur so schnell ziemlich unüberlegt geantwortet. Weiche aber damit kein Jota von meinem vorherigen Beitrag ab, versuche nur, mir selber mehr Klarheit zu verschaffen.

Grüsslein, Gwunderi

[Gwunderi]

Kleiner Nachtrag:

Zitat von SCR

Frage: Wie definierst Du
a) den Ort eines Teilchens zu einem bestimmten Zeitpunkt?
b) den Ort einer Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt?

Ja, den Ort einer Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt zu definieren, dürfte etwas schwierig sein ...

Auf was genau willst Du damit hinaus? (oder muss ich es selber herausfinden?)

Grüsslein, Gwunderi

[SCR]

Hallo Gwunderi,

Zitat von Gwunderi

oder muss ich es selber herausfinden?

Das wäre der eine Weg - Ansonsten aber zumindest prüfen/verifizieren, was andere (z.B. ich ) Dir darüber erzählen.

Zitat von Gwunderi

Ein Elektron ist aber nicht zeitlos, [...]

1. Verhält sich das Elektron am DS nun wie ein Photon oder nicht?
2. Wie sieht das DS-Experiment aus Sicht eines Photons aus?
(Detailliert aufgeschlüsselt nach Orten und Zeitpunkten; wie gesagt: aus Sicht des Photons!)

(Darauf aufbauend kann man IMHO immer noch die Unterschiede zwischen Photonen und anderen Teilchen diskutieren)

[Hermes]

Zitat von Gwunderi

Könnte es etwas mit der Akausalität zu tun haben? Über diese sind wir uns glaube ich alle einig?

Grüsslein, Gwunderi

Die Vorgänge am Doppelspalt und vielleicht der ganzen Quantenphysik sind nicht akausal, wenn man den Begriff "Kausalität" nicht nur auf die unmittelbar gegenwärtig mögliche Raumzeit beschränkt.

"Akausalität", "Nichtlokalität" verlieren dann das mysteriöse, unverständliche ihrer Logik, da sie das sind was sie zu negieren scheinen, nur in einem anderen dimensionalen Kontext.

Ob man Akausalität eventuell "orthogonale Kausalität" und
Nichtlokalität dementsprechend "orthogonale Lokalität" nennen möchte
weiß ich auch nicht....

Grüsslein Hermes

[EMI]

Zitat von Hermes

Kann man etwas nur verstehen, wenn es sich beweisen läßt...?

Hallo Hermes,

na dann wäre ja alles ok.
Das ein Elektron gleichzeitig durch zwei Spalte geht ist ja bewiesen.
Ich verstehe das trotz Beweis nicht.

Das Elektron, die Spalte, der Schirm, ich und Hermes gehören zu einem thermodymamisch isolierten System, unser Universum.
Eine andere Welt, übergeordnet, untergeordnet oder parallel gehört nicht zu diesem System und kann nicht mit diesem WW.

Gruß EMI