Quantenphysik Verschränkung Zustand determiniert?

3 Antworten

 Ich fürchte ich muss da erst mal ein Missverständnis aufklären. Ein Elektron kann Spinvektor ( +/- 1 ) haben; up oder down ( In welchen Einheiten, spielt erst mal keine Rolle. ) Ich führe jetzt mit dir einen Sokratischen Dialog; du GLAUBST nur, etwas verstanden zu haben.

   Wir messen nacheinander die x-y-und z-Komponente des Spins; sagen wir wir finden

    S  =  (  +  |  +  |  -  )     (  1  )

   Nach den Regeln der Euklidischen Geometrie, Pythia und Goras, ergäbe dies eine Resultierende in Richtung der Raumdiagonale vom Betrage Wurzel ( 3 ) Es gibt aber keinen Spin Wurzel ( 3 ) , sondern nur ( +/- 1 ) - Widerspruch. Die Quantisierungsregeln erweisen sich als UNVEREINBAR mit den REGELN DER GEOMETRIE . Du siehst; Gott ist schlauer als du. Ein Experiment heißt doch, Gott auf die Finger sehen. Also wie kommen wir hinter diesen Trick?

    Ich verweise auf das ausgezeichnete Lehrbuch von Eugen Fi ck / Darmstadt. Die pyramidonale Idee; du misst erst Komponente S ( z ) , hernach S ( x ) und dann ZUR KONTROLLE nochmals S ( z ) Der gesunde Menschenverstand urteilt, dass du dabei den ursprünglichen Messwert S ( z ) reproduzierst. Doch das ist nicht der Fall; völlig Regel los ohne jede Gesetzmäßigkeit kommt Spin up oder Down je mit gleicher Wahrscheinlichkeit 1/2 .

   Du kennst die ===> Kopenhagener Deutung ( KD ) Ein Elektron kann aktuell nur den Spin haben, den du zuletzt gemessen hast. Es ist nicht möglich, " gleichzeitig " x und z mit einem einzigen Experiment zu bestimmen. Deshalb sagt die KD, wenn ich z gemessen habe. Dann besitzt das Elektron die Eigenschaften x und y auch nicht. So etwas wie eine resultierende auszurechnen, wäre dann auch Sinn los.

   Der von mir bevorzugte ===> Hans Reichenbach drückt es viel radikaler aus.

  " Ein Objekt, dem ich unbedenklich alle klassischen Attribute zuschreiben könnte, will ich virtuell nennen.  Wie man sieht ( etwa am Beispiel des Spins ) kann es dabei sehr leicht passieren, dass ein solches virtuelles Objekt eine rein LOGISCHE UNMÖGLICHKEIT darstellt. "

   Was wir als Erstes daraus lernen. " Gott " würfelt eben doch ( Einstein ) den Indeterminismus hat er ersonnen, um sich ( beispielsweise ) vor den Regeln der Geometrie zu drücken ...

   In unserer Seminarbücherei war allein dem Tema ===> verborgene Parameter ( VP ) ein vier Etagen hohes Regal gewidmet;  an die oberste Reihe kamst du ohne Leiter gar nicht mehr ran. Man sollte also nicht gleich hergehen und die Anhänger solcher Konzepte - Planck, Einstein und Schrödinger zählten auch zu ihnen - als Spinner brandmarken.

   schon an diesem einfachen Beispiel dürfte aber ziemlich klar geworden sein, dass VP , also der Determinismus, eher Chancen los sind. Von VP kann man füglich nicht mehr erwarten, dass sie die Geometrie retten; denn wozu brauche ich sie denn? VP sollen plausibel machen, dass sich sämtlicne drei Spinkomponenten sicher vorher sagen ließen, wüssten wir nur die Werte aller VP. Schön. Aber damit ist der obige Widerspruch in der Geometrie nicht aufgelöst; andererseits mangelt uns genau jene zündende Idee, die EXISTENZ DER VP wndgültig INS REICH DER FANTASIE ZU VERWEISEN .

   Immer wenn's am Spannendsten wird; ich weiß. Dieser Editor ist eindeutig zu instabil; ich schick erst mal ab.

 Welchen Realitätsbegriff setzt der berühmte ===> ERP Gedankenversuch vom Jahre 35 voraus? Hier finde ich das ===> autistische ===> Aspergersyndrom aus der psychiatrischen Forschung hoch spannend; der Psychodok stellt einem 4-jährigen Probanden folgende Testfrage

  " Klein Hänschen tut den Ball immer in die rote Kiste. WEIL Klein Lieschen mit ihm verfeindet ist, wartet sie HEIMLICH, bis er essen geht und tut ihn dann in die grüne Kiste, um ihn zu ÄRGERN .

   In welcher Kiste, glaubst du, sucht Hänschen seinen Ball, als er vom Essen wieder kommt? "

   " in der grünen ... "

   Wir werden sehen; bei verschränkten Elektronen können wir das Vorwissen der Physiker nicht vernachlässigen. Selbst dann nicht, wenn sie keine Autisten sind.

   Nehmen wir an, in der Mitte zwischen Erde und Sirius befinde sich eine Quelle von Elektronenpaaren, die koppeln zum Singulett Gesamtspin S = 0 . Nach den Regeln der QM ist es gar nicht möglich, die Komponenten der einzelnen Elektronen anzugeben; wie denn? Wir haben doch noch nicht mal eine ===> Quantisierungsachse ( QA ) fest gelegt, von der im ersten Kapitel die Rede war. Der Erdphysiker wählt z-achse und misst zufällig ( z + ) Okay; wegen S = 0 muss dann zwangsläufig auf dem Sirius herrschen ( z- )

   Und jetzt kommt eine Idea Marke Eigenbau Gilgamesch, die findest du in keinem Buch. Sagen wir der Siriusphysiker ist kein Asperger; er entscheidet sich, die x-Komponente seines Elektrons zu messen. Sagen wir er findet ( x- ) Ja dann muss der doch sagen, das Erdelektron hat ( x+ ) ( und nicht etwa ( z+ ) ( ! ) )

   Worauf ich äußersten Wert lege; die beiden Physiker sind sich nicht mal einig, welchen ZUSTAND DAS ERDELEKTRON überhaupt hat. Ein Quantenobjekt ist keine subatomare Murmel mit fest stehenden Eigenschaften, über die sich alle Aliens sämtlicher Galaxien einig wären ...

  Michiewien sagt es sehr schön. Bells Idee schlug ein wie eine Bombe;  klassische statistische Testverfahren in die QM einzuführen. Einstein hatte noch gesprochen von einer " spukhaften Fernwirkung "

   Gibt es VP in der QM? Bell löst sich völlig von dieser engstirnigen Betrachtung " Pro oder Contra " Alles was er sagt: Es gibt keine ===> raumartige Fernwirkung. An ihrem Entstehungsort ist die letzte Chance der beiden Elektronen, sich miteinander zu verständigen.

  Der ===> Delayed Choice Versuch besteht jetzt darin, dass jenes " rien ne va plus " ausgeschlossen ist; so lange die Teilchen fliegen, kann ich beide Analysatoren ( auf Erde und Sirius ) unabhängig voneinander verdrehen, ohne dass ein Gerät das andere vorwarnen könnte. Weil sie ja raumartig auseinander stehen.

   Bell gibt Bereiche einer Korrelationsfunktion an, innerhalb deren VP existieren, die beiden Elektronen in statu nascendi also die Chance hatten, SÄMTLICHE zu erwartenden Situationen an ihrem Entstehungsort abzusprechen ( Natürlich gehört die klassische Physik hier hinein. )

   Und einen anderen Bereich, wo das eben nicht geht - und, oh wunder, die QM liegt im " verbotenen Bereich " , wo VP ausgeschlossen sind.

  Inzwischen wurden zig Experimente unternommen, die meisten sogar 3-Spin-Kombinationen immer wieder mit dem selben Ergebnis: Es gibt keine VP .

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Diese Idee ist natürlich nahe liegend. Ihr wurde aber durch die Entdeckung der Bell'schen Ungleichungen der Todesstoß versetzt.Jede Annahme eines bloß versteckten Zustandes jedes der Teilchen führt auf Ergebnisse, die im totalen Widerspruch zum Experiment (und zur Quantenmechanik) stehen.

nicht ganz. nichtlokale verborgene variablen können nicht ausgeschlossen werden.

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Die Konvention, den Zustand eines Quants vor der Messung als undefiniert anzunehmen, macht deswegen Sinn, weil es keine Möglichkeit gibt, ihn festzustellen.

Der Grund hierfür: Jede quantenphysikalische Messung setzt den Zustand des Quants neu fest und meldet uns nur diesen neuen Zustand - niemals aber den zuvor gegebenen.

... Außer man misst in der gleichen Basis 

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@michiwien22

... und gleich wieder (denn sonst könnte ja dazwischen eine andere "Messung" stattgefunden haben).

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@michiwien22

....in der "gleichen Basis"? Außer ein paar Mathetricks aus der Darstellungstheorie fallen mir da keine Begriffe 'zu ein. Was soll das sein?

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@Astroknoedel2

Michiwien22 meint "Außer man stellt dieselbe Messfrage noch einmal". 

Beispiel: Wird ein Photon nach seiner Polarisierung gefragt, so bezieht sich die Messfrage ja stets auf eine ganz bestimmte Ploarisierungsrichtung. Ein unmittelbar folgende zweite Messung liefert mit Sicherheit nur dann gleiches Ergebnis, wenn sich die neue Messfrage auf eben dieselbe Polarisierungsrichtung bezieht.

Die Basis, von der die Rede ist, spannt die Polarisationsebene auf.

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@grtgrt

Du hättest gleich schreiben können, dass es sich um lineare hermitesche Operatoren handelt, dann hättest du dir die Beschreibung der Eigenschaften des Operators sparen können.

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Dem ersten Satz widerspreche ich. Das Konzept eines nicht nur unbekannten, sondern unbestimmten Zustandes ist zu fremdartig, um ihn bloß aus praktischen Gründen zu konstatieren.

Das Doppelspaltexperiment zeigt, dass bis zum Auftreffen eines Teilchens oder Quants auf dem „endgültigen“ Schirm tatsächlich unbestimmt ist, durch welchen Spalt es geht, anders als wenn man einen Detektor vor einen der Spalte stellt und einfach nicht hinguckt. Wenn man Letzteres tut, gibt es kein oder ein schwächeres Muster (der Detektor hat auch nur eine begrenzte Efficiency).

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@SlowPhil

Das Quant fließt - als Feldanregung - grundsätzlich durch beide Spalten. Erst auf dem Schirm stellt es sich als "Teilchen" dar: Seine Energie hebt dort ein Elektron im Schirm auf ein höheres Energieniveau. Da das Elektron aber praktisch sofort wieder (in einem oder mehreren Schritten) auf sein altes Energieniveau zurückfällt, wird das Atom, zu dem es gehört, zur Lichtquelle. Sie erweckt dann den Eindruck, als sei sie das "Teilchen" als das sich das Quant dem Beobachter gegenüber (nur scheinbar) darstellt.

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Die Konvention...

hier geht es nicht um eine konvention. "konvention" würde bedeuten, dass man es selbstverständlich auch anders machen könnte, wenn man will.

bei verschränkten teilchen zeigen die experimente zur verletzung der Bell'schen ungleichung aber dass es sich nicht um bloße konventionen handelt.

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@Reggid

Doch: Es handelt sich um eine reine Konvention. Nichts würde sich ändern, wenn man den Zustand des Teilchen vor der Messung einfach als unbekannt einstufen würde.

Mir scheint, du hast die Aussage der Bellschen Ungleichung nicht so richtig verstanden. Sie nämlich kann nur dazu dienen, zu zeigen, dass miteinander verschränkte Quanten zueinander korrelierten Zustand haben. Über ihren Zustand vor der Messung sagt sie uns rein gar nichts.

Lies dazu http://greiterweb.de/spw/Bellsche\_Ungleichung.htm .

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@grtgrt

Ich habe mich nicht korrekt ausgedrückt. Der Punkt ist:

Die Bellsche Ungleichung zeigt, dass sich auch für korrelierte Teilchen wirklich erst zum Zeitpunkt ihrer Beobachtung entscheidet, in welch konkretem Zustand sie dann zu sehen sein werden. 

Zum Zustand der Teilchen vor der Messung sagt sie uns rein gar nichts.

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@grtgrt

Es handelt sich um eine reine Konvention. Nichts würde sich ändern, wenn man den Zustand des Teilchen vor der Messung einfach als unbekannt einstufen würde.

Doch. Wenn bei einem Doppelspaltversuch man sich lediglich darauf geeinigt hätte, zu sagen, jedes Teilchen geht durch beide Spalte, hieße das, dass man ebenso gut sagen könnte, jedes gehe definitiv durch einen Spalt und „man“ wisse lediglich nicht, durch welchen.

Die Interpretationen sind aber sehr wohl experimentell unterscheidbar, denn im letzten Fall dürfte es nicht zu einem Interferenzmuster kommen.

Bells Ungleichung wiederum zeigt, dass es unterscheidbar ist, ob es einen lokalen verborgenen Parameter gibt, der jedem von zwei verschränkten Teilchen mit einem bestimmten Gesamtspin unabhängig von einer Messung eindeutig einen bestimmten Spin zuordnet, oder ob der Spin eines Teilchens vor einer Messung tatsächlich unbestimmt ist.

Also ist es auf keinen Fall reine Konvention, denn dann dürfte man es nicht unterscheiden können.

In den 1980er Jahren wurden Experimente gemacht, die letztere Interpretation stützen.

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@SlowPhil

Mir erscheint deine Argumentation als nicht nachvollziehbar.

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@SlowPhil

Insbesondere gehen durch die Spalten beim Doppelspaltexperiment gar keine Teilchen: Was auf die Spalten zukommt und sich hinter ihnen weiter hin zum Schirm ausbreitet, sind stets nur Feldanregungen.

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