Was bedeuted es, ein Partikel zu beobachten?
Die Wellenfunktion eines sagen wir elektrons soll kollabieren, wenn man es beobachtet/misst
1. Was genau ist als "messen" definiert? Ab wann ist es "messen"? Ein Elektron denkt ja nicht, also ab wann und von was muss es gemessen werden, damit die Wellenfunktion kollabiert?
2. Würden wir ein Elektron durch einen doppelspalt schießen und es dabei durchgängig messen, würde es dann keine Interferrenzmuster bilden?
3. Kann das Elektron, nachdem es gemessen wurde, wieder seine ursprüngliche Wellenfunktion kehren?
Ich habe im letzten Jahr täglich Mathematik gemacht, um diese als Fundament zu nehmen, Quantenmechanik zu verstehen. Das einzige, was ich lerne ist, dass für jede Erkenntnis eine weitere Vielzahl Fragen aufkommen....
2 Antworten
- Das würde man gerne wissen. Beim Messen wird der Zustand des Elektrons auf gewählte Eigenbasen projiziert (mathematisch gesprochen). Dh man misst zb Spin up oder down und der Zustand des Elektrons kollabiert in den Moment in einen der beiden Messzustände und behält danach diesen gemessen Zustand weiter. Wann genau eine Messung stattfindet und was es genau bedeutet, dass die Wellenfunktion kollabiert, ist momentan eine philosophische Frage. Aber alle Modelle (Kopenhagener Deutung, Viele-Welten_Theorie, etc.) sind äquivalent in der experimentellen Beobachtung.
- Ja, du müsstest es sogar nur an einem Spalteingang messen, damit das typische Interferenzmuster verschwindet. Interferieren tut es aber sonst immer, da das Elektron alle Wege nehmen kann und sich diese zu einem Weg der Wirkung weginterferieren (siehe Pfadintegralformalismus).
- Man müsste es so präparieren, das funktioniert aber nur, wenn man es auch davor schon kennt. Alle Eigenschaften des Zustands wiederherzustellen wird unmöglich sein, da man nur begrenzt viele Eigenschaften zugleich messen kann (siehe Unschärferelation).
keine Messung ohne Eingriff, kein Eingriff ohne Wahl was man sehen will und damit Wahl der Unschärfe.
Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen".
*) der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
