Ist der Zufall in der Quantenmechanik ein echter Zufall oder entsteht der Zufall nur durch die Messung?
Ist die Position eines Elektrons um den Atomkern nur etwas, was durch die Messung zufällig erscheint oder beeinflusst wird ODER ist es ein "echter" Zufall, der durch die Theorie/Formel so bedingt ist?
7 Antworten
es gibt keine versteckte Vorentscheidung in Quantenzuständen, die durch die Messung erst aufgedeckt wird, sondern nur Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Quantenzustände nicht wie Glückskekse, die einen festgelegten Zettel enthalten.
In der Quantenmechanik gibt es einen echten Zufall. Bevor ein Elektron auf die Fotoplatte trifft und somit durch die lokale Schwärzung seine Position als gemessen anzusehen ist, lassen sich für den Aufenthaltsort dieses Teilchens nur bestimmte Wahrscheinlichkeiten angeben – und diese lassen sich mithilfe der Elektronen-Wellenfunktion berechnen. Der statistische Charakter der Quantenmechanik folgt strengen Gesetzen, die man eben nur nicht am Einzelfall beobachten kann, sondern an einer Vielzahl von Fällen gemeinsam.
Hallo LeanEveryday,
was bei einer quantenmechanischen Messung herauskommt, ist i.Allg. echter Zufall, der echteste Zufall, den es überhaupt gibt. Dabei kommt es aber darauf an, welche Größe man überhaupt misst.
Ich weiß tatsächlich nicht, wie genau man die Position des Elektrons innerhalb des Atoms, d.h. relativ zum Atomkern, überhaupt messen kann, aber solange keine Messung erfolgt, ist das Elektron in einem Zustand, der eine bestimmte Energie und einen bestimmten Drehimpuls repräsentiert, und eben nicht an einer bestimmten Stelle, auch nicht "heimlich". Das Elektron bildet ein sog. Orbital, das im Potentialtrichter des Atomkerns eine Art stehende Welle bildet.
Zwei mögliche Orbitale für ein Elektron; die Farben stehen für die komplexe Phase. Erstellt mit der App "Electron Orbitals".
Mathematisch gesehen wird das Orbital als komplexwertige Wellenfunktion ψ beschrieben, die sich zeitlich auch verändert, wobei dies nicht den Betrag, sondern die Phase betrifft (in Elektron Orbitals wird das durch die Oszillation der Farbe dargestellt, allerdings extrem verlangsamt). Das Betragsquadrat von ψ steht für die Wahrscheinlichkeitsdichte dafür, das Elektron bei einer genaueren Messung der Position an einer gegebenen Stelle zu finden.
Das bedeutet nicht, dass das Elektron sowieso schon dort gewesen wäre. In einem Zustand, der einer bestimmten Position entspricht, haben weder die Energie noch der Drehimpuls genaue Werte.
Das ist ein echter Zufall. Es gibt keine versteckten Parameter. Aber das ist kein Widerspruch dazu, dass er erst durch die Interaktion (Messung) manifestiert wird.
Es wird von Messung gesprochen, effektiv ist aber jede Interaktion, die durch den Aufenthaltsort beeinflusst wird, eine „Messung“ im Sinne der Quantenmechanik.
Nein, umgekehrt. Ohne Messung ist die Position eine Linearkimbination möglicher Zustände. Bei Messung des Ortes wird dann ein Zustand ausgewählt. Messung kann in dem Fall Interaktion sein, Die einen Ort verlangt.
also ohne Messung hätte das Elektron eine fixe Position und keine Superposition?