Doppelspaltexperiment, Was ist eine Beobachtung?

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2 Antworten

Kliff77 06.08.2017, 12:59

Hallo,

mir ging es gar nicht so sehr darum, wie genau eine Messung funktioniert sonder um die Frage ab wann die daraus resultierende Information von der Natur als beobachtet gilt. Mir gehts voll allen um die Versuche des Doppelspalt Experiment bei denen ein Quantenradierer eingesetzt wird und so die Information aus der Messung wieder zerstört wird. Wenn ich das richtig verstehe, ist es ja so, dass die Messung alleine die Interferenz nicht zerstört sondern erst die Beobachtung der gewonnenen Information. Aber was bedeutet in hier beobachten? Wer oder was muss die Information beobachten damit die Interferenz zerstört wird?

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grtgrt 06.08.2017, 14:37
@Kliff77

Bitte lies https://www.gutefrage.net/frage/doppelspaltexperiment-was-ist-eine-beobachtung#comment-161575072 .

Es sollte dann klar sein:

Es geht nicht darum, wer was beobachtet, sondern einfach nur darum, wie durch die Spalten kommendes Licht hinter den Spalten polarisiert ist.

Nebenbei:

Unter einer Beobachtung im quantenphysikalische Sinne versteht man jede Interaktion zweier Quantensysteme (d.h. jedes Ereignis, in dem sie Energie miteinander austauschen und sich als Folge davon in neue Zustände begeben). 

Konkreter: Wenn eines dieser beiden Systeme eine gezielt aufgebaute Messapparatur ist, nennt man so ein Ereignis dann eine Beobachtung des Quantensystems, welches nicht die Messapparatur ist.

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beobachten ist in dem fall so ziemlich das gleiche wie messen. um das teilchen beobachten zu können, muss man ja seine position über einen bestimmten zeitraum genau kennen. also findet quasi zu jedem moment den man beobachtet irgend eine art von messung statt. das muss keine maschinelle messung sein, auch das wahrnehmen der teilchen durch die sinne käme einer messung gleich.

gemeint ist also einfach, sobald das teilchen mit der umwelt in irgend einer weise interagiert ist sein aufenthaltsort klar definiert und es kommt zu dem entsprechenden ergebnis.

so verstehe ich es jedenfalls, bin kein physiker ^^

Kliff77 06.08.2017, 12:40

Hallo,

so hatte ich es auch verstanden, bis ich mal auf den sogenannten Quantenradierer gestoßen bin. Mit diesen ist es anscheint möglich, die Ergebnisse der Messung zu löschen. Das führt dazu, dass sich das Ergebnis des Doppelspaltexperiment ändert so als hätte nie eine Messung stattgefunden. Die Interaktion (Messung) reicht also für die Natur anscheint nicht aus um den Zustand des Teilchens zu ändern sondern die aus der Messung gewonnene Information muss weiterhin bestand haben und beobachtet wird. Was mich wieder zu der Frage bringt ab wann eine Information als beobachtet gilt.

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grtgrt 06.08.2017, 13:48
@Kliff77

Erklärung des Quantenradierer-Experiments:

Tatsache ist:

Physiker haben das Teilchenmodell allzu wörtlich genommen und dann direkt hinter den beiden Spalten Polarisatoren aufgestellt, welche entdecken sollten, durch welchen Spalt das Teilchen kam.

Nun stellt sich aber heraus: 

Die Interferenz verschwindet umso mehr (wird umso undeutlicher), je mehr der Winkel zwischen den beiden Polarisationsebenen sich 90 Grad nähert. Bei exakt 90 Grad ist gar keine Interferenz mehr zu beobachten, da aus den Polarisatoren nur noch senkrecht zueinander schwingende Lichtwellen herauskommen. Sie können nicht interferieren, da die Summe senkrecht aufeinander stehender Vektoren niemals Null sein kann.

Man kann jetzt aber - direkt vor dem Schirm, der hinter den Spalten das Licht auffängt - einen dritten Polarisationsfilter aufstellen, durch den dann das aus beiden Spalten (und den dahinter geschalteten Filtern) kommende Licht fließen muss. Hinter diesem Filter wird man wieder Interferenz beobachten: Einfach deswegen, da alles durch ihn kommende Licht in gleicher Richtung polarisiert ist.

Fazit also:

Durch die Spalten kommen keine "Teilchen", sondern stets nur Wellen. Interferenz verschwindet, wo sie senkrecht zueinander polarisert sind, zeigt sich aber wieder, wo sie in gleicher Richtung polarisert sind.

Lies auch:  http://greiterweb.de/spw/QuantenRadierer.htm

Note: Der Begriff "Teilchen" entstand, als man das noch nicht so recht verstanden hatte. Heute weiß man: Treffender wäre der Begriff "Energieportion" gewesen, denn:

Jede Lichtwelle breitet sich - um die Lichtquelle herum - aus als Kugelwelle, 

  • deren Radius mit Lichtgeschwindigkeit wächst
  • und die recht schnell zerbeulte Form annimmt, da sie um Hindernisse herum gebeugt wird.

Trifft sie auf Spalten im Hindernis, quillt sie hindurch ebenso wie Wasserwellen das tun. Die hindurchgequollenen Lappen können dann hinter den Spalten interferieren (ganz so, wie eine durch zwei Spalten eines Hindernisses durchgehende Wasserwelle hinter den Spalten sich als zwei miteinander interferierende Wasserwellen darstellt).

Noch genauer:

Jede Lichtwelle breitet sich aus wie die Hülle eines extrem schnell aufgeblasenen Luftballons. Als (unteilbare, d,h. als nur ganz oder gar nicht konsumierbare) Portion von Energie ist sie überall dort präsent, wo die Hülle des "Luftballons" gerade ist. Trifft sie irgendwo auf ein Atom, welches diese Portion von Energie in sich aufnimmt, hört sie auf zu existieren. Fast unmittelbar danach aber wird das Elektron im Atom, welches diese Portion von Energie aufnahm, in seinen alten Zustand zurückfallen und so das Atom zu einer Lichtquelle machen. Dieses Licht registrien wir und glauben dann, das Photon dort beobachtet zu haben.


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