Besonders interessant wäre für mich u.a. die Klärung der Frage, warum eine menschliche Beobachtung eines Photons dessen Wellenfunktion zum kollabieren bringt. Selbst dann, wenn man durch Beobachtung Energie zuführt, dürfte dies nicht zum vollständigen Zusammenbruch führen, denn die Ungewissheit wird lediglich verringert. Könnte es so sein, dass lediglich die unveränderte Anordnung des Doppelspalts zu diesem Ergebnis führt, das Ergebnis also als ein Fake zu interpretieren ist? Jedenfalls stört mich, dass ich bisher keine Erklärung finde. Und es wäre für mich unvorstellbar, wenn ich die Interferenzstreifen in einem der Multiversen suchen musste. Die vermutete Quantenverschränkung meine ich mit dem Effekt der Langlebigkeit durch Lichtgeschwindigkeit erklären zu können. Dieses Muster trifft hier aber nicht.
Kirsche
Harald
Hallo, Gerd!
Ich denke, wir befinden uns im Reich der Spekulationen, solange wir über das „Wesen“ von Zeit und Raum diskutieren. Und solange diese Spekulationen nicht offensichtlich gegen die Naturgesetze verstoßen, sind sie nicht falsifizierbar – man kann sie nicht widerlegen.
Was nun die Wellenfunktion angeht – Sie ist erst einmal nur eine mathematische Formulierung, es ist immer noch vollkommen offen, wie ihr Bezug zur Realität zu interpretieren ist. Interessant ist für mich auf jeden Fall Heisenbergs Matrix ist eine vollkommen gleichberechtigte Formulierung der Quantenmechanik, und dort gibt es keine Wellenfunktion, folglich auch keinen „Zusammenbruch“ derselben.
Das am Rande.
Zu deinem Beitrag Zitat: „Besonders interessant wäre für mich u.a. die Klärung der Frage, warum eine menschliche Beobachtung eines Photons dessen Wellenfunktion zum kollabieren bringt. Selbst dann, wenn man durch Beobachtung Energie zuführt, dürfte dies nicht zum vollständigen Zusammenbruch führen, denn die Ungewissheit wird lediglich verringert. Könnte es so sein, dass lediglich die unveränderte Anordnung des Doppelspalts zu diesem Ergebnis führt, das Ergebnis also als ein Fake zu interpretieren ist? Jedenfalls stört mich, dass ich bisher keine Erklärung finde. Und es wäre für mich unvorstellbar, wenn ich die Interferenzstreifen in einem der Multiversen suchen musste. Die vermutete Quantenverschränkung meine ich mit dem Effekt der Langlebigkeit durch Lichtgeschwindigkeit erklären zu können. Dieses Muster trifft hier aber nicht.“ Zitat Ende.
Ich glaube, hier liegt ein Missverständnis vor!
Man kann einem Photon eine Frequenz und damit eine Wellenlänge zuordnen – Teilchenaspekt und Wellenaspekt des Lichts.
Damit ist aber NICHT die Wellenfunktion nach Schrödinger gemeint! Die Wellenfunktion gibt eine Wahrscheinlichkeit für das Eintreten eines Ereignisses an.
Die Wellenfunktion gibt rein statistische Werte an, es ist ganz sinnlos, sie auf ein Photon allein anwenden zu wollen. Die Wellenfunktion besagt, dass auf eine sehr große Anzahl von Beobachtungen eine bestimmte Wahrscheinlichkeit besteht, dass für einen bestimmten Prozentsatz dieser Beobachtungen ein Ereignis eintritt. (Wenn 60 % der Verkehrstoten im Jahr über Fünfundsechzigjährige sind, heißt das nicht, dass für einen Siebzigjährigen eine Wahrscheinlichkeit von 60 % besteht, auf der Straße zu sterben, du kannst also weiterhin unbesorgt spazieren gehen!)
Beim Doppelspaltexperiment geht es um die Teilchen- bzw. Wellenaspekte des Lichts, und zwar zeigt das Experiment, dass Teilchen- oder Welleneigenschaften davon abhängen, ob das Licht beobachtet (gemessen) wird, oder nicht. Passiert das Licht den Doppelspalt, OHNE dass etwas gemessen wird, zeigt sich auf dem Schirm ein Interferenzmuster, also die Folge eines Wellenaspektes.
Wird versucht, zu beobachten (zu registrieren) durch welchen Spalt das Licht geht, zeigt sich der Teilchenaspekt, es gibt kein Wellenmuster auf dem Schirm.
Die Sache ist die: Wenn man beobachtet, heißt das IMMER, es gibt eine Wechselwirkung. Und sobald es eine Wechselwirkung gibt, registrieren wir IMMER ein Photon, denn das Photon ist das Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung. Die AUSBREITUNG des Lichtes aber wird noch immer durch Maxwells Gleichungen beschrieben, also als Welle.
Das Doppelspaltexperiment hat also soweit erst mal nichts mit der Wellenfunktion (die ja eine Wahrscheinlichkeit darstellt) zu tun.
Es gibt aber eine Wahrscheinlichkeit dabei. Und zwar kann man die Quelle, von der aus das Licht gesendet wird, so einstellen, dass tatsächlich EINZELNE Photonen in großem Abstand erzeugt und ausgesandt werden (das Erzeugen der Photonen ist eine Wechselwirkung). Großer zeitlicher Abstand meint, dass sie so ausgesandt werden, dass immer schon Licht am Schirm ankommt, wenn das nächste Photon gesendet wird. Das bedeutet, dass es am Doppelspalt keinesfalls zu einem Informationsaustausch kommen kann – dennoch findet man auf dem Schirm das Interferenzmuster von Wellen!
Und jetzt kommt die Wahrscheinlichkeit ins Spiel. Das Licht wird an der Quelle in einem Winkel ausgesendet, der zufällig ist, das kann man nicht beeinflussen. Also kommt das Licht auch am Doppelspalt in einem zufälligen Winkel an. ABER, wenn man das Experiment lange genug laufen lässt – sogar über Tage hinweg – zeigt sich, wie erwähnt, das Interferenzmuster. Und dafür, für eine sehr große Anzahl von Ereignissen, gibt es eine Wahrscheinlichkeit für die Verteilung des Lichtes auf dem Schirm, die sich äußerst präzise berechnen lässt.
Richard Feynman hat das mit seinem Pfad-Integral eingeführt. Dabei geht er davon aus, dass sich das Licht über alle Wege durch den Doppelspalt zum Schirm bewegen kann. Wirklich ALLE Wege sind gemeint, auch die über die Rückseite des Mondes oder über die Andromeda-Galaxie! Dabei sind die Wege „direkt zum Ziel“ natürlich wahrscheinlicher, und das Maß der Wahrscheinlichkeit lässt sich für jeden Ort auf dem Schirm berechnen.
Was die Energie angeht – das Anmessen eines Photons ist immer passives Messen, das Photon selbst liefert die Energie, um ein Messergebnis anzuzeigen. Man kann ein Photon nicht aktiv anmessen. Was man messen kann sind Materieteilchen, und das mithilfe von Photonen. Man kann aus diesem Grund z. B. den Ort eines Quantenobjektes – z. B. eines Elektron – nicht beliebig genau angeben, weil mit der Ortsgenauigkeit die Frequenz des Lichtes (des Photons) erhöht wird, und dann ist man irgendwann bei einer Energie, die auf das Elektron wirkt, so dass eben diese Messung die Messgenauigkeit selbst beeinflusst.
Der Ort des Elektrons ist in dem Sinne unbestimmt, das eben der Ort in Verbindung mit der Geschwindigkeit nicht beliebig genau bestimmt werden kann, es gibt nur eine Wahrscheinlichkeit, das Elektron in einem bestimmen Bereich zu finden. Wird der Ort durch eine Messung bestimmt, fällt die Wahrscheinlichkeit, das Elektron an einem anderem Ort zu messen, auf null, und die Wahrscheinlichkeit wird mit dem Quadrat der Wellenfunktion berechnet; also spricht man davon, dass die Wellenfunktion „zusammenbricht“. Die Frage ist nun: Sind all die anderen Orte irgendwie real? Wir bestimmen sozusagen den Ort des Elektrons mit der Messung – wo ist das Elektron, wenn wir nicht messen?
LG
Henry
Das Leben ist zu ernst, um es nur ernst zu nehmen.