Frage von Max123321123, 31

Problem bei der Superposition?

Der dekoharenz Theorie zufolge kann jeder Gegenstand auch im Makrokosmos eine Superposition einnehmen, das wird er aber nie, weil er ständig "beobachtet" wird, sei es durch Gravitation, Strahlung, etc. . Gegenstände im Mikrokosmos können eine Superposition einnehmen, solange man sie nicht beobachtet. Aber eigentlich wirkt doch ständig Gravitation oder Strahlung auf z. B. Ein Wasserstoff Atom. Wie kann das sein?

Antwort
von grtgrt, 18

SuperpositionÜberlagerungszustand ) ist ein Fachbegriff der Quantenphysik. Wie die meisten Fachbegriffe auch wird ihn falsch verstehen, wer in allzu wörtlich nimmt.

Bitte lies dazu

einschließlich aller Kommentare zu diesen Blog Posts.

Letztlich also versteht man unter dem Überlagerungszustand (der Superposition) die Menge aller Zustände, in denen sich ein Quantensystem eben jetzt unserem Wissen nach befinden könnte

Diese Menge ist natürlich umso größer, je komplexer das Quantensystem ist. Makroskopische Objekte sind besonders komplexe Quantensysteme (da sie ja aus Billionen von Elementarteilchen bestehen).

Kommentar von Max123321123 ,

Also meinst du damit die dekoharenz Theorie sei falsch?

Kommentar von grtgrt ,

Sie ist keineswegs falsch, wird populärwissenschaftlich aber stets allzu verkürzt und falsch erklärt. 

Man darf das Wort "Kollaps der Wellenfunktion" eben nicht dahingehend verstehen, dass die Wellenfunktion zusammenbricht: Sie wird lediglich spontan durch eine neue Version ihrer selbst ersetzt - und wie die genau aussieht, wird mit bestimmt durch die "Messapparatur", worunter der Fachmann alle Quanten versteht, die mit dem betrachteten wechselwirken (aus welchem Anlass und Grund auch immer). 

Die Wellenfunktion makroskopischer Objekte, die wir sehen, "kollabiert" ständig (im eben erklärten Sinne): Wäre das nicht so, könnten wir das Objekt gar nicht sehen, denn es würde dann ja gar kein Licht abstrahlen und natürlich auch keines aufnehmen. Es ließe sich dann z.B. auch nicht erwärmen.

Kommentar von grtgrt ,

Nebenbei:

Makroskopische Objekte werden nicht dekohärent, sondern sind ständig dekohärent (nur halt immer ein klein wenig anders). 

Die einzige Ausnahme hiervon sind sog. Bose-Einstein-Kondensate, worunter man Ansammlungen von Teilchen versteht, die (in diesem Zustand) exakt gleiche Wellenfunktion haben und daher sozusagen "im Gleichtakt" schwingen.

Bis auf ganz wenige Ausnahmen tritt das - soweit man heute weiß - nur bei extrem geringer Temperatur auf (wenige Grade über dem absoluten Nullpunkt). 

Die höchste Temperatur, bei der man einen solchen Zustand bisher beobachten konnte, war meines Wissens nach -12 Grad Celsius.

Lies dazu https://de.wikipedia.org/wiki/Bose-Einstein-Kondensat .

Kommentar von grtgrt ,

Roger Penrose erklärt Quantenkohärenz (das Gegenteil von Dekohärenz) recht gut. Siehe dazu Notiz http://greiterweb.de/zfo/Noch-mehr-zu-Physik-und-Kosmologie.htm#msgnr0-208 .

Kommentar von Max123321123 ,

super danke ;D

Antwort
von wrnxxx, 25

Ja, allerdings hat Gravitation und Strahlung einen zunächst weit aus geringeren Einfluss, als du vielleicht denken magst. Schauen wir uns allerdings nicht mehr Photonen an, sieht das schon ein wenig anders aus.

Grundsätzlich hast du natürlich Recht, Gravitation und Strahlung wirken in gewissem Maß immer auf etwas, wie das H-Atom, ein. Je Größer das Objekt ist, desto stärkeren Einfluss hat zb Stahlung auf die Dekohärenzzeit (sprich wie lang es sich in einer Superposition befindet).

Unter Sonneneinstrahlung ist diese Zeit beispielsweise bei einem Elektron 100 Mio. Sekunden groß. Mit steigender Objektgröße fällt diese Zeit rapide ab. Größere Teilchen, wie etwa das H-Atom, fordern daher schnellere Versuchsdurchführungen, um deren Existenz einer Superposition nachzuweisen.

Generell ist es also möglich, von jedem Objekt eine Superposition nachzuweisen, solange man die Versuchsdauer kleiner als die Dekohärenzzeit des Objektes gestaltet.

Kommentar von Max123321123 ,

Also kann ein Gegenstand auch eine Superposition einnehmen, diese dauert aber nur den Bruchteil vom Bruchteil einer Sekunde?!

Kommentar von wrnxxx ,

Exakt.

Wikipedia hat sogar eine kleine Tabelle mit Beispielen: https://de.wikipedia.org/wiki/Dekoh%C3%A4renz#Typische_Dekoh.C3.A4renzzeiten

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