Doppelspaltexperiment mit 2 Photonen.

[dolorado7]

Hallo Leute.

Ich habe eine interessante Frage zum Doppelspaltexperiment.

Zu aller erst zum Aufbau:

Wir haben eine Photonenquelle, ein Doppelspalt, zwei Quantendetektoren die direkt hinter den Spalten stehen und ein Schirm.

Das quantenmechanische Doppelspaltexperiment kennen wir folgendermaßen:

Wir schicken immer ein Quant los und messen mit den Quantendetektoren durch welchen Spalt es gegangen ist. Folglich entstehen zwei sich überlagernde Normalverteilungen, da wir ja immer wussten durch welchen Spalt das Photon gegangen ist.

Ohne Quantendetektoren würden wir jedoch ein Interferenzmuster erhalten, weil wir nicht sagen können durch welchen Spalt das Quant gegangen ist.

Nun zu meiner Frage:

Was passiert wenn wir statt eines Quants immer zwei losschicken.
Dann gibts 3 Möglichkeiten von Messung:

1. Quantendetektor 1 geht an, also sind beide Quanten durch Spalt 1 gegangen.

2. Quantendetektor 2 geht an, also sind beide Quanten durch Spalt 2 gegangen.

3. Beide Quantendetektoren gehen an, also haben sich die Quanten jeweils auf den Spalten aufgeteilt. Also eines ist durch den einen und das andere durch den anderen Spalt gegangen.

Nun ich interessiere mich jetzt für Punkt 3!!!

Gegen wir davon aus, dass wir unseren Schirm mit einem Computer verbinden der nur die Daten speichert, die auftreten wenn die Quanten durch beide Spalte gegangen sind...

Was erhalten wir für ein Muster auf dem Schirm? Interferenz oder Normalverteilung?


Lieben Gruß
dolorado7

[Lorenzy]

Zitat von dolorado7

Gegen wir davon aus, dass wir unseren Schirm mit einem Computer verbinden der nur die Daten speichert, die auftreten wenn die Quanten durch beide Spalte gegangen sind...

Hi dolorado7 und willkommen im Forum,

Eine Messung die zur Feststellung der "Welchen Weg Information" führt, würde ein Interferenzmuster zunichte machen. Sofern ich deinen Aufbau richtig verstanden habe, schickst du beide Photonen gleichzeitig los, oder? Auch dann würde sich kein Interferenzmuster bilden. In diesem Fall könnten wir die "Welcher Weg Information" einfach nicht mehr einem der beiden Photonen zuordnen.

Falls aber die Möglichkeit für die beiden Photonen besteht, beide Wege zu nehmen ohne dass eine "Welcher Weg"-Messung vorgenommen wird, wird sich in jedem Fall ein Interferenzmuster zeigen.

[dolorado7]

Das soll nicht da Problem sein. Wir schauen einfach. Wenn beide Detektoren anspringen soll der Computer die Quanten auf dem Schirm als Punkt speichern. Das dient nur zu Wiedergabe des Bildes am Schluss. Mich interessiert aber das Muster das sich am Schirm einstellt. D.h die Frage ob die Teilchen interferieren oder nicht.

Also was sagt ihr?

Gruß

[Uranor]

Falls du die "Welcher Weg Information" nicht feststellst wird sich zwar ein Inteferenzmuster bilden, aber mit zwei einzelnen Detektoren wirst du nur eine rein zufällige Verteilung feststellen können.

salve Lorenzy,

hier bin ich unsicher. Es erfolgte Messung, daher wurde die gemeinsame Phase zerstört. Besteht nun hinreichend gemeinsame Phasenverschiebung, wenn an beiden Spalten gleichwertig gemessen wird? Ab welchem Grad der Phasenverschiebung geht Interferenz verloren? Mir ist nichts über Referenz-Untersuchungen bekannt.

Gruß Uranor

[Lorenzy]

Zitat von Uranor

Ab welchem Grad der Phasenverschiebung geht Interferenz verloren?

Ab dem Grad, bei dem eine "Welcher Weg Info" abgeleitet werden kann.

[Lorenzy]

Zitat von dolorado7

Wenn beide Detektoren anspringen soll der Computer die Quanten auf dem Schirm als Punkt speichern.

Ich verstehe deinen Aufbau nicht ganz. Wenn du zwei Detektoren hast die nur an zwei einzelnen Stellen messen, wirst du auch nur zwei mögliche Punkte auf dem Bildschirm haben. Wie willst du damit ein Interferenzmuster beobachten können?

[dolorado7]

Nun. Ok. Nochmals für alle eine genauere Beschreibung des Versuchsaufbaus, da ich gemerkt habe das dieser noch unklar ist.


Wir plazieren hinter jedem Spalt jeweils einen Quantendetektor.

Nun schicken wir mittels unserer Photonenquelle immer gleichzeitig zwei Quanten los. Wenn beide Quanten durch ein Spalt gehen ignorieren wir das Ergebnis. Wenn jedoch beide Quanten durch JEWEILS einen Spalt gehen soll der Ort der Quanten auf dem Schirm im Computer gespeichert werden, damit wir aus der Summe aller Orte auf dem Schirm am Schluss ein Bild konstruieren können. Dies dient auschließlich der Feststellung was für ein Bild entsteht...

Was wird nun eintreten? Interferenz oder zwei sich überlagernde Normalverteilungen?

Ich hoffe, dass nun der experimentielle Aufbau klarer geworden ist.

Lorenzy. Speziell zu deiner Frage: Ich möchte das Muster nach "sehr vielen" Detektionen auf dem Schirm wissen. Wir müssen also schon eine Zeitlang immer nacheinander 2 Quanten abfeuern.

Gruß
dolorado7

[Lorenzy]

Zitat von dolorado7

Lorenzy. Speziell zu deiner Frage: Ich möchte das Muster nach "sehr vielen" Detektionen auf dem Schirm wissen. Wir müssen also schon eine Zeitlang immer nacheinander 2 Quanten abfeuern.

Gruß
dolorado7

Mir ist aber immer noch schleierhaft wie du mit zwei einzelnen Detektoren ein Interferenzmuster beobachten willst.

@all,
Bin ich hier der einzige der den Versuchsaufbau nicht kapiert?

[dolorado7]

Nein. Ich frage euch ja was ich eurer Meinung nach beobachten würde wenn ich das Experiment so ausführe wie bereits erwähnt... 2 Quanten abfeuern und immer wenn jeweils eines durch einen Spalt geht (was ja zu gleichen Zeiten geschieht) im Computer den Ort auf dem Schirm speichern..

Ich möchte von euch einfach nur wissen was für ein Bild ich erhalte wenn ich alle gespeicherten Punkte am Schluss zusammen führe...

Interferenz oder Normalverteilung? Welches von den beiden?

Lorenzy du sagtest am Anfang: Normalverteilungen... ok... ich möchte noch weitere Meinungen hören...

Lieben Gruß

[dolorado7]

Ok. Dann führen wir den Versuch mit zwei gleichzeitig emittierten Elektronen aus. Sie sind ja auch Quanten im Sinne der Quantenmechanik. Diese werden in den Detektoren nicht absorbiert. Also ist dieses Problem schonmal nicht mehr gegeben.


Was bildet sich für ein Bild aus?

Gruß