Schwarze Löcher filmen mittels Quantenverschränkung?

3 Antworten

Hallo vodka,

das mit der Quantenverschränkung, das regt allgemein die Phantasie an. Leider hat die Natur da ein Problem eingebaut - und das ist die Dekohärenz.

2 verschränkte Teilchen sind eigentlich streng genommen keine zwei Teilchen, die irgendwie miteinander reden oder voneinander wissen. Sie sind etwas "Neues", EIN verschränkter Zustand.

Dieser verschränkte Zustand kann aber nur so lange existieren, wie er nicht von der Außenwelt gestört wird. Wechselwirkung mit der Umgebung führt dazu, dass die Verschränkung zusammenbricht.

Gerade das macht es im Labor so schwer, verschränkte Zustände in Experimenten zu handhaben: Kommt es zu Wechselwirkung mit der Umgebung, bricht die Verschränkung zusammen.

Du wirst einen verschränkten Zustand also nicht in etwas einbauen können oder intensiv mit etwas wechselwirken lassen können, um dieses Etwas zu vermessen.

Zudem brauchst Du immer einen klassischen Informationskanal, um die bei Dir ankommende Information beim Zusammenbruches des verschränkten Zustandes auszuwerten. Zum Beispiel bräuchtest Du die Information, welches Teilchen zu welchem Zeitpunkt auszuwerten ist. Diesen klassischen Informationskanal kriegst Du bei der von Dir angedachten Situation nicht gebacken.

Von daher: Nein, das würde nicht funktionieren.

Grüße

Deine Aussage 

Kommt es zu Wechselwirkung mit der Umgebung, bricht die Verschränkung zusammen.

scheint mir so nicht richtig zu sein, denn:

Miteinander verschränkte Quanten kommen aus derselben Quelle und sind ein einziges Objekt, welches man sich wohl noch am ehesten als zwei Lappen einer einzigen, durch Beugung an Hindernissen stark verformten Kugelwelle vorstellen könnte. 

Eine im Doppelspaltexperiment auf den Doppelspalt zukommende Lichtwelle wird ja auch in zwei "Lappen" zerlegt, die dann hinter den Spalten interferieren (wenn man sie nicht direkt hinter den Spalten unterschiedlich zueinander polarisiert). 

Polarisation solcher "Lappen" bedeutet letztlich nichts anderes als eine weiter Verformung der Kugelwelle.

Wenn die durch so eine Kugelwelle dargestellte (atomare) Portion von Energie nun aber dekohärent wird, d.h, sich mit einem anderen Elementarteilchen - einem Elektron etwa - vereinigt, verschwinden schlagartig sämtliche "Lappen" der Kugelwelle. 

Dies berücksichtigt wird klar: 

Wenn ein mit anderen Elementarteilchen verschränktes Elementarteilchen dekohärent wird, verschwinden mit ihm auch gleich alle mit ihm verschränkten - sie sind ja letztlich nur weitere Extremitäten des einen nicht-lokalen Quantenobjekts, welches stets nur ganz oder gar nicht existiert. 

Spannend darin ist, dass ein "Zurechtbiegen" einer seiner Extremitäten -- wie es beim Zusammentreffen mit einer "Messapparatur" ja passiert -- stets auch absolut gleichzeitiges, vom Ergebnis her klar korreliertes "Zurechtbiegen" all seiner anderen Extremitäten zur Folge hat (der zu ihr verschränkten "Teilchen" also).

Den Begriff "Teilchen" in der Quantenphysik allzu wörtlich zu nehmen, führt ganz grundsätzlich immer in die Irre. Wir haben ihn aus einer Zeit geerbt, in der noch nicht klar war, ob ein Quant eher als sich ausbreitende Welle oder eher als stark lokalisiertes Teilchen zu sehen sei. 

Heute jedoch kann die Antwort nur lauten: 

Jedes Quant wird am besten als eine in einem Feld sich ausbreitende Anregung des Feldes darstellt. Man sieht sie meist als Welle, obgleich sie - der quantenmechanischen Unschärfe wegen - eigentlich ein Wellenpaket ist, dessen Schwerpunkt dann endliche Ausdehnung haben kann (und mindestens dann auch wirklich hat, wenn es sich um ein Materieteilchen handelt).

Wo wir ein Quant als Welle (statt Wellenpaket) behandeln, oder z.B. ein Elektron mit seiner de-Broglie-Welle identifizieren, sprechen wir einfach nur vom dominantesten Term der Fourierentwicklung des Wellenpakets.

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Deine Idee, Vodka,

geht zwar von einem falschen -- weil viel zu wörtlich genommenem --Teilchenbegriff aus, ist ansonsten aber in recht ähnlicher Situation - allerdings nicht im Kontext Schwarzer Löcher - tatsächlich durch eine Forschungsgruppe in Wien schon implementiert worden. 

Lies dazu http://news.nationalgeographic.com/news/2014/08/140827-quantum-imaging-cats-undetected-photon-science/ .

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