Wie ist das Doppelspaltexperiment erklärbar?
Das Doppelspaltexperiment besagt, dass sich ein Teilchen anders verhält, wenn man es beobachtet. Wie soll meine Beobachtung (das heißt Licht dringt in meine Netzhaut und ich interpretiere ein Bild damit, welches ich nur in meinem Hirn warnehme) den Zustand eines anderen Teilchens verändern, obwohl ich ja nicht direkt mit diesem Teilchen physikalisch interagiere?
4 Antworten
Das mit dem "Hinschauen" ist natürlich Quatsch. Beim Doppelspalt geht es darum, die Spalte zu "beleuchten", um zu sehen, welches Teilchen durch welchen Spalt geht, was mit Wellen ja nicht möglich wäre. Man greift aktiv in das Experiment ein.
Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen".
*) der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
Nicht deine Beobachtung sondern das gewählte Experiment ist für den jeweiligen Zustand verantwortlich.
Im Bereiche der Quanten können mehrere Zustände gleichzeitig herrschen, etwas was wir in unserer gewohnten Umgebung nicht kennen. Licht ist gleichzeitig Teilchen und Welle und erst beim Nachprüfen wird ein Zustand festgelegt.
Als Teilchen (Photonen) kann es Elektronen herausschlagen. Beim Doppelspaltexperiment zeigt es sich jedoch eindeutig als Welle, indem es beim passieren von 2 Spalten zu Überlagerungen (Interferenzen) kommt (helle und dunkle Streifen).
Anders gesagt: Heisenberg sagt in seiner Unschärferelation, dass nicht gleichzeitig Ort und Impuls bestimmt werden können. Bei Ortsgenauigkeit zeigt sich das Teilchen und bei Impulsauflösung der Wellencharakter.
Die heißenbergsche Unschärferelation besagt im wesentlichen, dass du von bestimmten teilen nicht gleichzeitig Ort und Impuls mit beliebiger genauigkeit bestimmen kannst.
Wenn du mit hoher Ortsauflösung misst, so verhält sich das Teilchen wie ein Partikel, dessen Impuls du nicht kennst. Wenn du mit hoher Impulsauflösung misst, so verhält sich das teilchen wie eine Welle, die keinen spezifischen Ort hat.
Im Doppelspaltexperiment wird nun verschieden gemessen, einmal mit hoher Ortsauflösung (welcher der beiden Spalte wird durchquert) und einmal ohne exakte Ortsauflösung.
Im ersten Fall verhält sich das Teilchen wie ein Partikel (genauer Ort bekannt), im zweitem Fall wie eine Welle (Interferenzmuster).
Weil mit Messung nicht deine Augen gemeint sind,sondern der Sensor,der das Photon als Welle oder Teilchen erfasst.