Wie kann die wechselwirkungsfreie Quantenmessung funktionieren...?
...wenn es doch heißt: "Wenn das Photon den oberen Weg nimmt, trifft es auf das Messobjekt und wird absorbiert"? Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Wechselwirkungsfreie_Quantenmessung
3 Antworten
Es geht eben um den Fall, in dem es nicht den Weg zum Objekt nimmt, bei dem es absorbiert werden würde. Angenommen man hätte einen Doppelspalt und setze eine Bombe in einen der Spalte. Falls die Bombe scharf ist, führe jegliche Weschelwirkung der Bombe zur Explosion. Ist die Bombe ein Blindgänger, passiert das Licht ungehindert.
Fall 1: Blindgänger - die Bombe explodiert nicht und das Licht geht durch beide Spalte.
Fall 2: Scharf - Licht geht durch den Spalt der Bombe, die Bombe explodiert.
Fall 3: Scharf - Licht nimmt den anderen Spalt und die Bombe explodiert nicht. Wenn das Experiment einen etwas anderen Aufbau hat, kann man jetzt zu einer 50% Wahrscheinlichkeit dem Experiment mit Sicherheit entnehmen, dass die Bombe scharf ist.
Es gibt also ein Szenario - bei bestmöglicher Optimierung - bei dem man in 50% der Fällen sagen, kann, dass die Bombe scharf ist, aber nicht explodiert ist. (vorausgesetzt die Bombe ist scharf)
Meiner Meinung nach gibt es aber sehr wohl eine "Wechselwirkung", denn die Wellenfunktion des Lichts ändert sich ja, da die Bombe sehr wohl registriert wird. Allerdings kommt es zu keiner Wechselwirkung, die eine Wirkung auf die Bombe hätte.
Das wird erklärt (durch die Urheber dieser Methodik) auf Seite https://www.spektrum.de/magazin/wechselwirkungsfreie-quantenmessung/823589
Besser noch hier:
https://www.spiegel.de/fotostrecke/kamera-nutzt-quantenverschraenkung-fotostrecke-118374.html .
Noch Utopischeres deutet Zeilinger hier an: https://medienportal.univie.ac.at/uniview/forschung/detailansicht/artikel/quantenphysik-unglaubliche-verschraenkungen/
Mir ist nicht klar, wie wörtlich man zu nehmen hat, was er behauptet.
Hier ist eine Erklärung, auf Englisch, die ich sehr gut finde zu dem Thema: https://www.youtube.com/watch?v=RQv5CVELG3U
Auch Frau Hossenfelder verschweigt den eigentlichen Grund, warum in gewisser Konfiguration des Experiments Interferenz verschwindet: Das nämlich passiert
- wenn die beiden Lappen der (IMMER durch beide Spalten fließenden Welle (!)) dahinter senkrecht zu einander polarisiert werden (um sie auf dem Schirm noch unterscheiden zu können)
- oder wenn das Experiment so aufgebaut wird, dass die Wege der beider Teilstrahlen zwischen Lichtquelle und der Stelle, an der sie sich addieren, unterschiedliche Länge bekommen (so dass die beiden Strahlen unterschiedliches Interferenzmuster erzeugen in Abhängigkeit davon, wie groß die Differenz der Länge beider Wege wurde: Beträgt diese Differenz exakt eine halbe Wellenlänge, werden die beiden Teilstrahlen sich durch Interferenz auslöschen, im anderen Fall aber nicht).
Nochmals also: Die Quanten kommen IMMER auf beiden Wegen. Wenn also Hossenfelder sagt, wenn wir "Pfadinformation" haben, kämen sie durch nur einen der beiden Spalten des Doppelspalts, dann ist das falsch.
Sie macht diese falsche Aussage an Stelle 3:18 bis 3:23 des Videos.
Wer Pfadinformation erhalten möchte, muss die beiden durch den Doppelspalt gekommenen Teilwellen unterscheidbar machen. Das gelingt nur, indem man sie
- entweder unterschiedlich polarisiert
- oder ihren Weg hin zum Schirm hinterm Doppelspalt unterschiedlich lang macht.
Wer sie unterschiedlich polarisiert, wird sie senkrecht zu einander polarisieren, womit sie dann aber nicht mehr interferieren können, da Interferenz Vektoraddition ist und senkrecht auf einander stehende Vektoren sich NIE zu Null addieren können.
Was Zeilingers Experiment https://www.spiegel.de/fotostrecke/kamera-nutzt-quantenverschraenkung-fotostrecke-118374.html angeblich "wechselwirkungsfreier" Quantenmessung zeigt, ist meiner Ansicht nach die Tatsache, dass jene dort mit einander verschränkte Quanten tatsächlich unterschiedliche Enden nur eines einzigen Quantenobjekts sind. Gerade beim Photographieren dieser Katze ist das fast offensichtlich, denn jedes der Paare verschränkter Photonen, welche hier "messen" (d.h. mit der Katze interagieren) sind die beiden Hälften ein und desselben Photons, das sich als Kugelwelle und die Stelle seines Entstehens (einen schwingenden Oszillator) in JEDE ihnen nicht durch ein Hindernis verstellte Richtung ausbreiten. Im Experiment schwingt der Oszillator in einer Röhre (z.B. einer Glasfaser). Was dann die Röhre an ihren beiden Enden verlässt, sind die beiden Teile der jeweiligen Kugelwelle, die man dann als zwei unterschiedliche, mit einander verschränkte Photonen interpretiert, von denen nur eines mit der Katze interagiert, das andere aber mit dem lichtempfindlichen Film. Genau genommen aber hat man ein sich als "verbeulte" Kugelwelle ausbreitendes Photon, das mit Katze UND Film interagiert.
Quizfrage: Gibt es einen einfachen Weg, 2 mit einander verschränkte Quanten (Photonen etwa, oder andere Materiewellen) zu erzeugen?
Versuchte Antwort: Ja, den gibt es. Jeder Doppelspalt erzeugt sie, indem er die auf den Doppelspalt zukommende Feldanregung in zwei Teilwellen zerlegt, die man als unterschiedliche Photonen auffassen kann.
Wie lässt sich diese Antwort als keineswegs immer richtig erkennen?
Man lese auch: https://www.oeaw.ac.at/detail/news/ueberlappende-pfade-neue-methode-zur-herstellung-verschraenkter-photonenpaare-2-1
Zitat daraus:
Die Verschränkung entsteht erst dadurch, dass sich nicht sagen lässt, welcher Kristall das Paar erzeugt hat.
aber in 25% der fälle funktioniert es.
Das ist sehr interessant. Jedoch ist die grundlegende Frage geblieben: Kann man denn "nicht immer wechselwirkungsfrei" mit "wechselwirkungsfrei" gleichsetzen?