Schrödingers Katze / Übertragung bei Photonenladungen / Quantenphysik

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2 Antworten

photonen haben keine ladung, die verschränkung bezieht sich meist auf die polarisation.

Also warum sollte nicht bereits durch die Teilung des Teilchens der Zustand festgelegt worden sein und sich somit beide Teilchen von Anfang an mit gleicher Ladung auseinander bewegen?

das wäre in der tat eine einfache erklärung, da sind natürlich andere auch schon drauf gekommen. nur lässt sich diese annahme der sog. "verborgenen variablen" (genauer jede lokale realistische theorie) seit den 80ern direkt im experiment widerlegen: siehe verletzung der bell'schen ungleichung. ,

OrchisMascula 13.10.2012, 02:46

http://de.wikipedia.org/wiki/Bellsche_Ungleichung

Habe mir diesen Text dazu gerade durchgelesen und muss leider gestehen, dass ich immer noch nicht begriffen habe, wie dieser Beweis funktionieren soll.

Ich habe auch mal gelesen, dass bei einer Änderung der Polarisation des einen Photonenteilchens sich augenblicklich (also schneller als mit Lichtgeschwindigkeit) auch die Polarisation des anderen Teilchens des selben Photonenpaares ändern würde.

Wie kann man sich das erklären und wie wird das nachgemessen?

Und falls das wirklich stimmen sollte, wie passt das zusammen mit Einsteins Aussage, dass sich nichts schneller als das Licht bewegen könnte?

Gibt es vielleicht leicht verständliche Artikel, Berichte oder Bücher zu diesem und anderen ähnlichen Themen? Ich denke da an Titel wie "Quantenmechanik und Teilchenphysik für Doofe"... :)

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Reggid 13.10.2012, 16:02
@OrchisMascula

vielleicht ist das besser: http://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/Quantentheorie/EPR/

einfache gesagt: die bellsche ungleichung ist eine ungleichung, die in jeder lokalen (keine instantane wechselwirkungen) und realistischen (die eigenschaften stehen schon vor der messung fest) theorie immer erfüllt sein muss. (in dem link oben gibt es das beispiel mit den männern und frauen, die auto fahren und französisch sprechen). es ist schlicht und egreifend nicht möglich, dass in einer theorie mit den obigen annahmen diese ungleichung verletzt wird. die quantenmechanik (die je nach interpretation nicht-lokal und/oder nicht-real ist) sagt aber genau das vorraus. damit hat bell einen möglichkeit geschaffen, zwischen den beiden möglichkeiten tatsächlich experimentell zu unterscheiden. bis jetzt hat die quantenmechanik immer gewonnen.

Ich habe auch mal gelesen, dass bei einer Änderung der Polarisation des einen Photonenteilchens sich augenblicklich (also schneller als mit Lichtgeschwindigkeit) auch die Polarisation des anderen Teilchens des selben Photonenpaares ändern würde.

nein, das stimmt so einfach nicht. wenn ich eines messe, dann weiß ich damit das ergebnis des anderen. damit kann ich aber keine information übertragen, denn welches ergebnis bei der messung herauskommt kann ich nicht beeinflussen. wenn ich eines der photonen nehme und bewusst ändere, d.h. seine polarisation irgendwie drehe, dann ist das dem anderen egal.

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OrchisMascula 14.10.2012, 13:56
@Reggid

Mit deinem zweiten Link konnte ich sehr viel mehr anfangen! Vielen Dank.

Ich kann mir jetzt schon etwas besser diese Experimente erklären, auch wenn ich die Ursache für diese Verschränkung weiterhin nicht verstehe und auch keine Erklärung dafür finde.

Aber ich habe jetzt doch Berichte gefunden über Quanten-Teleportion und Quantenverschiebung. Hier war oft der Hinweis zu finden, dass diese Übertragung augenblicklich erfolgt, somit also schneller als die Lichtgeschwindigkeit.

http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/quantenverschraenkung-forscher-teleportieren-licht-ueber-143-kilometer-a-854278.html

Du hattest geschrieben, das ginge nicht, zumindest habe ich deinen letzten Absatz so verstanden.

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OrchisMascula 14.10.2012, 14:33
@OrchisMascula

"Als Quantenteleportation wird das von Anton Zeilinger 1997 erstmals mit Photonen durchgeführte Experiment bezeichnet, welches Quantenzustände mithilfe einer sofortigen (bzw. instantanen) Zustandsänderung miteinander verschränkter Quantensysteme überträgt."

http://www.weltderphysik.de/gebiete/theorie/quanteneffekte/zwillingsforschung/

Dort steht u.a. folgendes:

"Das Zwillingspaar wurde so aufgeteilt, dass ein Photon die Strecke zwischen Genf und Bellevue durchlief, während das andere Photon sich auf den Weg nach Bernex machte. Kurz vor dem Ende der Rennstrecke durchlief jedes Photon einen Messapparat, in dem es die Wahl zwischen mehreren Ausgängen hatte. Wählte beispielsweise eines den rechten Ausgang, so tat das Zwillingsphoton das Gleiche. Im Jahr 2008 erweiterte Gisins Team das Experiment sogar noch. Dieses Mal schickten die Forscher die verschränkten Photonen von Genf nach Satigny und Jussy, die 18 Kilometer voneinander entfernt liegen. Die Wissenschaftler konnten nicht nur ein weiteres Mal die rätselhafte Verbundenheit der Photonen bestätigen. Durch Berücksichtigung der West-Ost-Achse, auf der die beiden Orte annähernd liegen, und der Erdrotation zeigten sie zudem, dass der Austausch zwischen den Photonen, wenn er nicht unendlich schnell sein sollte, mit mindestens 10.000-facher Lichtgeschwindigkeit erfolgen muss."

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Reggid 14.10.2012, 19:48
@OrchisMascula

genauer lesen: der von dir verlinkte text geht wie folgt weiter:

Wie aber lässt sich dieses außergewöhnliche Verhalten erklären, wenn ein Übertragen von Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit laut Einsteins Relativitätstheorie ausgeschlossen ist? Die Antwort lautet: Es wird gar keine Information übertragen!

wenn du dir vorstellst, dass photon 1, wenn es gemssen wird, an photon 2 eine nachricht schickt: "du, ich bin soundso polarisiert, also musst du dich jetzt schnell soundso polarisieren", dann müsste dieses signal in diesem experiment mit mindestens 10.000-facher lichtgeschwindigkeit übertragen werden. die quantenmechanik sagt aber genau so einen austausch zwischen den photonen eben nicht vorraus. mit dem experiment wird keine information übertragen, das steht auch in dem link. man kann damit nur sagen, wenn es so wäre, dann müsste es schneller als lichtgeschwindigkeit gehen, man braucht es dank der quantenmechanik aber gar nicht.

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OrchisMascula 16.10.2012, 22:31
@Reggid

Ist bei den Physikern überhaupt eine Erklärung für dieses Phänomen allgemein anerkannt, oder ist man sich nur über die Beobachtungen einig?

Eine Erklärung darüber, wie und warum sich Teilchen verschränken können würde mich schon sehr interessieren.

Ist das überhaupt inzwischen bekannt?

Danke übrigens für deine intelligenten und ausführlichen Antworten!

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Reggid 17.10.2012, 16:55
@OrchisMascula

Ist bei den Physikern überhaupt eine Erklärung für dieses Phänomen allgemein anerkannt...

natürlich. verschränkte zustände fallen aus dem mathematischen formalismus der quantenmechanik quasi ganz natürlich heraus, das geht eigentlich gar nicht anders. wenn man nach den regeln der quantenmechanik ein system aus zwei teilchen beschreibt, findet man eine besondere klasse von zuständen, die eben diese eigenschaften aufweisen. in der sprache der quantenmechanik und der mathematik ist die erklärung also sehr klar, "in worten" oder in begriffen der klassischen mechanik ausgedrückt geht es eigentlich kaum (zumindest wüsste ich nicht wie).

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Das ist ein generelles Problem der Physik, jegliche Messungen und Beobachtungen beeinflußen das zu untersuchende System und verfälschen im schlimmsten Fall das Ergebnis, siehe die von dir schon erwähnte Katze.

Das mit den Ladungen ist mir allerdings neu. Was ich kenne ist die heisenbergsche Unschärferelation, die etwas mit Impuls und Ort zu tun hat, sprich je genauer du berechnest, wo das Quant gerade ist, um so unmöglicher wird es eine Aussage darüber zu treffen, wo es sich hinbewegen wird.

OrchisMascula 12.10.2012, 18:21

Die Heisenbergsche Unschärferelation finde ich wiederum leicht nachvollziehbar und diese leuchtet mir auch sofort ein. Werner Heisenberg hat 1932 zurecht den Nobelpreis verliehen bekommen.

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