Von der Quantenphysik zum Bewußtsein

Mit dieser Problematik gehe ich auch schon seit ein paar Jährchen schwanger. Vielleicht schaffen wir es hier das Problem zu lösen.
An überlichtschnelle Informationsübertragung kann ich nicht glauben. Wir könnten damit in die Vergangenheit senden und Paradoxien auslösen. Die könnte man vielleicht vermeiden indem man die Welten sich aufspalten ließe.....

Zur überlichtschnellen Informationsübertragung:

Wir einigen uns zuvor: Interferenz = 0 ; Dekohärenz = 1

Wenn es uns jetzt gelingt instantan Interferenz oder Dekohärenz nach unserem Belieben zu erzeugen könnten wir digitale Nachrichten überlichtschnell versenden.

2 Photonen sind aber viel zu wenig. Anhand von 2 Punkten kannst du nicht entscheiden ob Interferenz oder Dekohärenz vorliegt. Statt Photonen könnten wir auch Elektronen oder Protonen oder...benutzen.

Wie könnte es funktionieren:

Wir nehmen den im folgenden Video beschriebenen Versuchsaufbau. Etwa bei 3:48

https://www.youtube.com/watch?v=KnpCH9VRvPg


Der Radierer sei auf der Erde, der Detektor D0 sei auf dem Mars stationiert, die Lichtquelle in einem Raumschiff genau zwischen Mars und Erde, so dass die verschränkten Photonen gleichzeitig auf D0 (Mars) und im Radierer (Erde) eintreffen.
Die beiden halbdurchlässigen Spiegel BSa und BSb (auf der Erde) nehmen wir aus dem Strahlengang. Dann laufen die Photonen in den Radierer und D0 (Mars) müßte instantan Interferenz messen.
Wenn wir statt der halbdurchlässigen Spiegel Detektoren in den Strahlengang bringen müßte auf dem Mars die Interferenz zusammenbrechen und ein "Batzen" erscheinen.
Wir haben zuvor unsere Uhren synchronisiert und abgemacht, dass wir jede Minute eine neue Messung starten.

In jeder Minute gewinnen wir also ein bit Information überlichtschnell.

Vielleicht wirds übersichtlicher, wenn wir die Entfernung vergrößern. Statt Erde - Mars, Erde - Alpha Centauri.

Irgendwo in meiner Argumentation muss ein Fehler stecken. Aber wo?

Hallo...

Intuitiv sage ich mal, dass es nicht an der Argumentation liegt, sondern an der Tatsache, dass überhaupt gemessen wird.

Ich erkläre mich :

- Indem wir wissen, dass es Quantenverschränkung gibt, stellen wir im Nachhinein fest, das vor uns ein Quant eine Wellenfunktion ausgelöst hat und just im gleichem Moment passiert das Selbige einem Quant links hinten von Sirius A .
- Jetzt wollen wir wissen " Wie habt ihr beide Das gemacht ".
- Wir bauen eine Versuchsanordnung auf.
- Mit Dieser erzwingen wir bei ausgewählten Quanten eine " Entweder-Oder-Entscheidung " auf.
Müßig darauf hinzuweisen, dass Quanten kein Bewusstsein haben um auszudrücken, ob es Diesen nun behagt oder nicht...

- Bei der Messung stellen wir dann fest, dass es zu einer Interferenz kommt .. oder das Ganze kollabiert und endet in einem " Batzen ".
Jetzt könnte man hingehen und annehmen :
a) Die Information befindet sich in den Spitzen der Überlagerungen der Wellenkurven.
b) Die gesamte Information befindet sich im " Batzen ".. Dieser muss nur noch aufgedröselt werden.

Weil wir gemessen haben, fand die Verschränkung nicht statt .. oder zeigt uns nur Eine der Möglichkeiten auf, wie die Verschränkung zustande kommen könnte.
Jedenfalls ist die Messung - sowie das Resultat der Messung - unumkehrbar.

Um ehrlich zu sein, weiß ich nicht was ich persönlich mit meinem Beitrag anfangen soll. Eben weil die Antwort darin unbefriedigend ist..

Ich glaube mit Zara.t., dass es auf folgenden Gründen lohnt, engagiert weiterzumachen:

Ich denke an Quantenfluktuationen. Hier wird, soweit ich informiert bin, etwas kurzzeitig geliehen und zurückgegeben, nämlich Energie. Und ich vermute, dass in dem von Zara.t. vorgeführten Beispiel etwas Ähnliches passiert: Es wird nämlich Zeit geliehen.

Weder wirkt die Zeit zurück, noch geschieht hier irgendetwas instantan. Beides ist m.E. auszuschließen.

Begründung:

Als meine Vorstellungen aufgrund besonderer Erlebnisse wie aus dem Nichts entstanden, nämlich wie ein Gedankenblitz, hatte ich die Vorstellung, dass die doch recht neuen Vorstellungen, was Zeit aus der Verbindung von der kontinuierlichen Zeit „t“ und der Empfindung von Zeit mit unserem Bewusstsein sei, mir irgendwie zeitlos zugeflogen seien. Bei der Interpretation dieser Erlebnisse war ich z.B. überzeugt, dass aus der anfangs zur Embryonalzeit unseres Lebens ablaufenden, zu 100% ungewissen Zeit ein Speicher für später besonders aktiv erlebte Zeit, die zusätzlich zur Uhrzeit empfunden werden kann, erwachsen kann.

Ich habe dieses hier an verschiedenen Stellen bereits angedeutet. Konkret, soweit ich mich erinnere, als ein hier offenbar unerwünschtes Forumsmitglied, an das ich mich nicht erinnere, meinte, es gäbe ein Loch in der Zeit. Etwas Derartiges liegt hier m.E. durchaus vor. Es ist zwar kein Loch, sondern eine Zeit, die zusätzlich zur Uhrzeit jedenfalls im Rahmen meiner Zeitvorstellungen eintritt.

Schwer vorstellbar, aber dies ist zu meiner Überzeugung geworden. Was meint ihr?

Die geliehene Zeit wird nach meiner Vorstellung am Ende unseres Lebens in einen weiteren Speicher einfließen, nämlich denjenigen, der zu 100% aus bewusster Vergangenheit besteht und mit der Erfahrung korrespondiert, dass es bei sehr alten Menschen an dem Kurzzeitgedächtnis mangelt. Übrigens, diese scheinbare Struktursymmetrie ist deshalb keine!

Kirsche

Das Resultat des Ganzen: Anfang und Ende eines Elektrons: Vom Quanternsprung zum Photon und von diesem zum Quantensprung, der jeweils Zeit benötigt.

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-161:

Irgendwo in meiner Argumentation muss ein Fehler stecken. Aber wo?

Hallo Zara.t,
Der Fehler liegt vermutlich in Deiner Annahme:

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-161:

Wir einigen uns zuvor: Interferenz = 0 ; Dekohärenz = 1

Es gibt nur die Optionen

(a) Interferenz = 1 ; Kohärenz = 1 ⁽¹⁾
Interferenz setzt voraus, daß zumindest zwei Licht-Quellen (Spalte) existieren.
Zum anderen müssen die Quellen die Eigenschaft haben, daß sie überhaupt zu einer Überlagerung fähig sind, sich Amplituden addieren/subtrahieren.
Sind beide Voraussetzungen erfüllt, kann die Interferenz den Grad 0 (keine Information) oder 1 (Information vorhanden) annehmen, was wir als Interferenzbild auf dem Bildschirm in Form von dunklen oder hellen Ringen/Gebieten bei einer Messung registrieren. Hier hängt es vom Ort eines Beobachters ab (in einem hellen oder dunklen Bereich), ob er überhaupt Informationen erhält.
Der Zufall, hier der Ort des Beobachters, kann wie in der Quantentheorie 1 sein, 0 sein oder 01 sein.

oder
(b) Interferenz = 0 ; Kohärenz = 01
Dieser Fall beschreibt den Fall, wenn Licht nur aus einem Spalt tritt. Die Kohärenz der Quelle, ihre Interferenzfähigkeit, spielt also keine Rolle.
Superposition tritt erst dann auf, wenn Licht aus (zumindest) zwei Quellen überlagert wird.
Die Information ist dieser Option "An" oder "Aus", die Quelle existiert oder sie existiert nicht.

Der Quantenradierer erzeugt den Fall (b) indem er zwei Quellen des Falles (a) zu nur einer Quelle verschmilzt.
In dem neulich gelinkten Bild, wo jedem Spalt (zwei Quellen) je ein Polarisationsfilter zugeordnet wurde, deren Polarisation senkrecht zueinander standen, verschmolz der folgende dritte Polarisationsfilter wieder diese beiden Quellen zu einer einzigen Lichtquelle. Dies geschah, indem dieser Filter um 45° zu den anderen beiden Filtern ausgerichtet wurde.
Es entstand eine Einzelquelle, die aber wieder in der Lage gewesen wäre, mit einer zweiten Quelle zu interferieren und ein Interferenzbild zu erzeugen.
Diesen Filter als "Quatenradierer" zu bezeichnen halte ich zwar für anschaulich, aber fraglich.

Das hat alles nichts mit einer Verschränkung zu tun.
Information im Zusammenhang mit Verschränkung hat Claus sehr exakt in seinem Beitrag Nr. 2306-160 beschrieben.
Zu den von ihm genannten Beiträgen vergangener Diskussionen hier im Forum möchte ich noch gern seinen Beitrag Nr. 2150-21 zu Ursache und Wirkung verweisen.

Verschränkung ist das Nichtwissen über den Zustand eines Paares von Photonen oder Atomen.
Allein die Beobachtung einer Komponente des Paares verändert schon den Zustand als Paar. Ein Eingriff zur "bewußten" Veränderung des Zustandes ist überhaupt nicht erforderlich. Ein beobachtetesPaar ist ein anderes als ein unbeobachtetes Paar.
Der Akt der Beobachtung/Messung wird selbst zur Informationsübertragung, die instantan für beide Komponenten des Paares wirksam wird.
Daraus resultiert die Ortsunabhängigkeit.
Ohne Ort keine SRT.

Gruß, Otto
⁽¹⁾ Dekohärenz = 1 ist gleichbedeutend mit Kohärenz = 0

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2306-165:

Sind beide Voraussetzungen erfüllt, kann die Interferenz den Grad 0 (keine Information) oder 1 (Information vorhanden) annehmen,

So hab ich das nicht gemeint.
Ich hab das digital gemeint, um mit beiden Zeichen Nachrichten übermitteln zu können:

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-161:

Wir einigen uns zuvor: Interferenz = 0 ; Dekohärenz = 1

Will Bob auf der Erde Alice auf dem Mars überlichtschnell zB diese Nachricht 00101101110 übermitteln, dann entfernt er eine Minute lang die Detektoren (die die anstelle der halbdurchlässigen Spiegel plaziert sind), Alice sieht, wie sich im Bildschirm ein Interferenzmuster aufbaut = 0 ; die nächste Minute nochmal ohne Detektoren = 0; dann schiebt er eine Minute lang die Detektoren in den Strahlengang = 1 usw........

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-166:

Will Bob auf der Erde Alice auf dem Mars überlichtschnell zB diese Nachricht 00101101110 übermitteln, dann entfernt er eine Minute lang die Detektoren (die die anstelle der halbdurchlässigen Spiegel plaziert sind), Alice sieht, wie sich im Bildschirm ein Interferenzmuster aufbaut = 0 ; die nächste Minute nochmal ohne Detektoren = 0; dann schiebt er eine Minute lang die Detektoren in den Strahlengang = 1 usw........

Hallo Zara.t,
meines Erachtens versagt genau hier der Vergleich der Verschränkung mit der Anordnung von Spiegeln und Polarisationsfiltern.
Eine Messung einer Verschränkung ist nur ein ein einziges Mal an einem Paar möglich. Dann existieren die Teilchen als Paar nicht mehr.
Dabei gibt die Messung keine Aussage darüber, welches der Teilchen dieses Paares welchen Zustand hatte.
Die Messung an einem Paar ist eine einmalige instantane Teleportation (aber keine Übertragung von Masse!)

Ein Quantencomputer braucht mindestens zwei unabhängige Paare, um einen logischen Befehl, wie einen IF-Befehl oder eine CASE-Anweisung zu übertragen.
Anders ausgedrückt, eine "Wenn-Dann-Entscheidung" benötigt mindestens zwei qbits.
Der IF-Befehl braucht
- zum einen eine Kontrolle (wenn a > b)
und zum anderen
- etwas, was kontrolliert wird (dann c = 0).

Voraussetzung ist, daß beide qbits überhaupt existieren, also vorher erzeugt wurden.
Für mich ist immer noch unklar, ob in der "Ursuppe" des Universums nur verschränkte Teilchen existierten oder nicht.
Darüber hatten wir hier im Forum in der Vergangenheit bereits lange diskutiert.

Gruß, Otto

Hallo Zara.t.,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-161:

Die beiden halbdurchlässigen Spiegel BSa und BSb (auf der Erde) nehmen wir aus dem Strahlengang. Dann laufen die Photonen in den Radierer und D0 (Mars) müßte instantan Interferenz messen.

Wie bereits dargestellt, resultiert der Widerspruch aus der unterschiedlichen Vorstellung (Bedeutung) des Wortes instantan ( gleichzeitig) in der Relativitätstheorie und in der Quantentheorie.

Wir haben es in dem von dir gewählten Beispiel mit zwei räumlich entfernten Ereignissen zu tun, Wegnahme des halbdurchlässigen Spiegels auf der Erde und Messen der Interferenz auf dem Mars. Eine Gleichzeitigkeit dieser Ereignisse im Sinne des allgemeinen Sprachgebrauchs erfolgt in der Vorstellung eines absoluten, überall gleichen (universellen) Zeitablaufs. Dies ist wohl die Vorstellung von der Du ausgehst und die der Quantentheorie zugrunde liegt.

Nach der Relativitätstheorie gibt es diese Form der Gleichzeitigkeit nicht. Gleichzeitig im Sinne der Relativitätstheorie sind zwei Ereignisse, deren Verbindung, gegenseitige Kenntnis/Information durch das Licht vermittelt wird, für Photonen vergeht keine Zeit. Dieser Begriff der Gleichzeitigkeit in der Relativitätstheorie folgt daraus, dass die Lichtgeschwindigkeit und damit die elektromagnetische Wechselwirkung zur Grundlage der Theorie gemacht wurde.

Wenn Gleichzeitigkeit im erstgenannten Sinn der Quantentheorie vorgestellt wird, sind Quantentheorie und Relativitätstheorie nicht vereinbar (widersprüchlich).

MfG
Harti

Hallo Harti,

m.E. ist es völlig egal, in welcher Entfernung gemessen wird. Entscheidend ist die Draufsicht auf den Versuchsaufbau. Dort ist zuerst betroffen ein Detektor, der in einiger Entfernung von dem anderen steht. Kennen wir aus dem Versuchsaufbau den Weg des Photons aus der Anordnung des entfernteren Spiegels, scheint erst rückwirkend das erwartete Ergebnis an dem vorderen Spiegel einzutreten. Was ist hier geschehen? Ich differenziere:

- Eine zeitliche Wirkung in die Vergangenheit?
- Eine instantan, also zeitgleich, erfolgende Wirkung aus einer Überlichtgeschwindigkeit der Informationsübermittlung?

Beides scheint doch wirklich unmöglich zu sein.

Ich habe mit meinem Beitrag Nr. 2306-163 und -164 eine neue, nämlich zeitschöpfende Variante eingeführt. Zeit und Energie erwachsen aus einem Quantensprung und enden in einem solchen mit umgekehrtem Vorzeichen. Zeit und Energie werden exakt zurückgegeben.

Dies scheint mir eine interne Realität widerzuspiegeln, innerhalb derer Zeit, anders als von außerhalb betrachtet, überhaupt keine Rolle zu spielen scheint. Was wir also von extern messen, ist ausschließlich die Energie des Photons. Dabei ist für uns diese Zeit vorhanden, kann aber in Wirklichkeit nicht gemessen werden, weil es sich um eine völlig andere Form von Zeit handelt. Es bliebe zu klären, was diese Zeit auszeichnet. Die Uhrzeit ist es jedenfalls nicht! Diese Zeit, die ich meine, überträgt Vergangenheit in die Zukunft. Das geschieht m.E. mit dem gemessenen Effekt.

Kirsche

Hallo Zara.t.,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-166:

Will Bob auf der Erde Alice auf dem Mars überlichtschnell zB diese Nachricht 00101101110 übermitteln, dann entfernt er eine Minute lang die Detektoren (die die anstelle der halbdurchlässigen Spiegel plaziert sind), Alice sieht, wie sich im Bildschirm ein Interferenzmuster aufbaut = 0 ; die nächste Minute nochmal ohne Detektoren = 0; dann schiebt er eine Minute lang die Detektoren in den Strahlengang = 1 usw........

Ja. Genau so meinte auch ich, dass es funktionieren könne.

Nun erreicht zweifelsohne einer der beiden Strahlen zuerst den Schirm.

Wenn die ersten beiden Photonen auf den Schirm treffen, sind die korrelierten Idler-Photonen noch unterwegs. Diesen könnte man noch die Welcher-Weg-Info entlocken. Wenn aber Letzteres möglich ist, müssten die erstgenannten Photonen sich zu einem Batzen zusammentun...

Im 'Delayed Choice' Experiment sieht es aber anders aus: Die zuerst ankommenden Photonen wissen im Voraus, dass man ihren Weg später ermitteln oder aber nicht ermitteln kann. Wenn z.B. Letzteres (erst später) eintritt, tun sich erstere (entgegen obiger Erwartung) offensichtlich nicht zu einem Batzen, sondern zu einem Interferenzmuster zusammen, obwohl sie ihren Schirm zuerst erreichen und (Vorausgesetzt es besteht Freiheit des Experimentators) der Experimentator theoretisch noch den Detektor in den Strahlengang setzen könnte... :smiley23:

Ist der 'Delayed-Choice-Versuch' also ein Beweis für das Block-Universum?

Hallo Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2306-170:

Ist der 'Delayed-Choice-Versuch' also ein Beweis für das Block-Universum?

Was genau muss man sich unter einem Blockuniversum vorstellen ?

Gibt es in einem solchen Universum keine Veränderungen ?
Wird nicht eine in die andere Energieform umgewandelt ?
Gilt der Entropiesatz nicht ?

Für mich scheint die Vorstellung eines Blockuniversums lediglich eine theoretische Spielerei zu sein, indem man auf die Vakuumlichtgeschwindigkeit/Konstanz der Lichtgeschwindigkeit das Relativitätsprinzip anwendet.

MfG
Harti

Claus schreibt in Beitrag Nr. 2306-170:

Zitat von Claus:

Zitat:

Die zuerst ankommenden Photonen wissen im Voraus, dass man ihren Weg später ermitteln oder aber nicht ermitteln kann.

Zara.t. schreibt in Beitrag Nr. 2306-146:

Zitat von Zara.t.:

Die Punkte sind also schon aufgezeichnet - fehlt nur der Code sie zu entschlüsseln. Dieser wird mit Lichtgeschwindigkeit nachgeliefert.

Hallo Claus, hallo Zara.t.,

glaubt ihr ernsthaft, von einem ein Ereignis voraussehenden Photon bzw. einer Vorabinformation für das, was erst später passieren wird, ausgehen zu können? Diese Variante meinte ich bisher, ausschließen zu können. Falls es allerdings unser Ziel sein sollte, zusätzliche Differenzen zwischen den maßgeblichen Theorien aufzubauen, wäre dies natürlich ein interessanter Gedanke.

In den Relativitätstheorien hat jede Ursache eine Wirkung, ihr konstruiert nun aber eine Wirkung, deren Ursache noch fehlt. Die Relativitätstheorien erschein insoweit logisch zu sein, die Logik der Quantenmechanik ist dagegen bisher nur spukhaft.

Mir ist überhaupt nicht vorstellbar, wie ihr eure Vorstellung rechtfertigen könntet. Könnt ihr sie begründen? Mir scheint meine eigene hier dargestellte Vorstellung immerhin nach dem von mir zu Grunde gelegten Prinzip der Selbstähnlichkeit jedenfalls plausibler zu sein.

Kirsche

Kirsche schrieb in Beitrag Nr. 2306-172:

Mir ist überhaupt nicht vorstellbar, wie ihr eure Vorstellung rechtfertigen könntet.

Hallo Claus und Zara.t
mir geht es inzwischen wie Kirsche.
Könnt Ihr mal die Beitrag-Nr. nennen, über welche Anordnung von Spiegeln Ihr inzwischen redet?
Es ist doch ganz egal, wo und wie nach einer Quelle (oder mehreren Quellen) Spiegel oder Filter angeordnet werden.
Instantane Wirkungen infolge einer Veränderung/Messung sind damit nie möglich.
Jede dieser Anordnungen ist demzufolge untauglich, um Verschränkungen zu erklären.
Was soll daran instantan sei, wenn ich weiß, welchen Weg ein Lichtstrahl nach einem Doppelspalt genommen hat?
Gruß, Otto

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2306-167:

Eine Messung einer Verschränkung ist nur ein ein einziges Mal an einem Paar möglich. Dann existieren die Teilchen als Paar nicht mehr.
Dabei gibt die Messung keine Aussage darüber, welches der Teilchen dieses Paares welchen Zustand hatte.
Die Messung an einem Paar ist eine einmalige instantane Teleportation (aber keine Übertragung von Masse!)

Es wird ja auch nur einmal gemessen. Diese Messung gibt an welchen Zustand das gemessene "Teilchen" im Moment der Messung hat.
Den Teilchenbegriff zu benutzen, ist bei diesem Experiment gar nicht hilfreich, ja sogar eher irreführend. Es gibt streng genommen keine Teilchen.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2306-170:

Wenn die ersten beiden Photonen auf den Schirm treffen, sind die korrelierten Idler-Photonen noch unterwegs.

Uns gehts ja jetzt darum eine Information überlichtschnell zu übertragen und nicht um eine Quantenradierung in der Vergangenheit. Deshalb würde ich die Idler-Photonen zuerst detektieren und dann erst (auf dem Mars :cool:) die verschränkten Partner.

Wir schicken ein Photon nach dem anderen ab. Vielleicht im Sekundenabstand. Jedes einzelne Photon interferiert nur mit sich selbst.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2306-170:

Im 'Delayed Choice' Experiment sieht es aber anders aus: Die zuerst ankommenden Photonen wissen im Voraus, dass man ihren Weg später ermitteln oder aber nicht ermitteln kann. Wenn z.B. Letzteres (erst später) eintritt, tun sich erstere (entgegen obiger Erwartung) offensichtlich nicht zu einem Batzen, sondern zu einem Interferenzmuster zusammen, obwohl sie ihren Schirm zuerst erreichen und (Vorausgesetzt es besteht Freiheit des Experimentators) der Experimentator theoretisch noch den Detektor in den Strahlengang setzen könnte..

Was sieht ein Beobachter im >Delayed Choice Experiment<:

Die Beobachterin A beobachtet wie sich bei D0 (zB auf dem Mars) langsam ein unidentifizierbares Muster aufbaut. Punkt für Punkt - Photon nach Photon. Erst später erhält die Beobachterin A die Infos vom Koinzidenzzähler (auf der Erde stationiert) mit deren Hilfe sie die aufgezeichneten Punkte identifizieren kann.
Aha, diese Punkte gehören zu der Menge, deren Idler im Quantenradierer gelandet sind - siehe da, sie bilden ein Interferenzmuster.
Und diese Punkte gehören zu der Menge, deren Idler die >Welchen-Weg-Information< preisgegeben haben - sie bilden einen Batzen.

In was für einem Zustand befindet sich das unidentifizierbare Muster bevor der Code Beobachterin A auf dem Mars erreicht? Ist schon festgelegt welcher Punkt zum Interferenzmuster und welcher zum Batzen gehört nur dass noch keiner das wissen kann? Falls nein, was für eine Art Realität stellt dieses noch unidentifizierte Muster dar? Wird sein Realitätsgehalt vom später eintreffenden Code verändert? Hat das was mit dem Bewußtsein der Beobachterin A zu tun?

Hallo Zara.t.,

vielleicht ist jetzt wirklich, wie Otto meint, alles durcheinandergeraten.

Der Begriff „Idler“ ist mir nicht geläufig, stellt wohl die Strahlenteiler dar?

Die Position von A ist mir nun ebenfalls unklar. Ich gehe vom letzten Video aus, welches du erwähntest, welches die komplizierteste der mir nun bekannten Anordnungen aufweist, aber nun mit einigen der entscheidenden Detektoren auf den Mars verlegt worden sein soll. Eine dem Verständnis dienende Schemazeichnung liegt leider bleibend nicht vor.

Ich stelle mir vor, dass es für A auf dem Mars notwendig ist, die Informationen, die A zunächst in Form von Punkten erhält, zeitlich mit dem Spiegel abzugleichen, der Informationen aus beiden Schlitzen erhält und diesen am Nächsten aufgebaut ist, sich also wohl noch auf der Erde befinden muss. Dies setze ich voraus, denn es kam dir ja darauf an, den Abstand gegenüber dem Videobeispiel zu vergrößern.

Vielleicht kannst du also zunächst die Diskussionsgrundlage eindeutig fixieren, bevor wir uns über Informationen und das Bewusstsein von A Gedanken machen? Dies wäre jedenfalls auch aus meiner Sicht sehr hilfreich, um Missverständnisse auszuschließen.

Kirsche

Hallo Kirsche,
du hast recht, es besteht Klärungsbedarf:

Beobachterin A ist eine fiktive Person A, die ich auf dem Mars verortet habe. Zusammen mit dem Detektor D0. Beobachter B ist eine fiktive Person genannt Bob, der in unserem Beispiel auf der Erde neben dem Radierer sitzt und ihn manipuliert um Alice eine überlichtschnelle Nachricht zu senden. Wie schon gesagt, ich glaube nicht, dass das funktioniert, weiß aber noch nicht warum es nicht funktioniert.
Idler: hinter dem Doppelspalt wurde ein nichtlinearer Kristall plaziert, der aus einem Photon zwei Photonen macht dabei natürlich um der Energieerhaltung zu genügen die Frequenz halbiert. Das eine Photon derbeiden, das Richtung Radierer läuft, wird oft "Idler" genannt.

Ich beziehe mich auf den Versuchsaufbau aus folgendem Video bei etwa 3:48

Wenn nochwas unklar ist, bitte fragen. Antworte gerne.

Hallo Otto, hallo Kirsche,

hier vorab ein etwas einfacherer Versuchsaufbau zum Verständnis des komplizierteren Versuchsaufbaus aus Zara.t.s Link:

Ein Photonenstrahl wird auf einen Doppelspalt geschickt. Die Photonen können den Weg durch Spalt 1 (rot) oder Spalt 2 (blau) nehmen. Anschließend werden beide Teilstrahlen auf einen Schirm gelekt, auf dem die Photonen auftreffen:


Bild1

Auf dem Schirm sieht man dann Interferenz, weil man mit obigem Versuchsaufbau nicht wissen kann, welchen Weg (Spalt 1 oder Spalt 2) die Photonen genommen haben:


Bild2

Nun modifiziert man den Versuch so, dass man die Strahlen nach dem Doppelspalt durch einen Kristall schickt, der jedes einzelne Photon in zwei miteinander verschränkte Photonen aufspaltet. Es gibt dann zu jedem der Photonen aus Bild1 ein korreliertes, sogenanntes 'idler-Photon', welches im folgenden Bild den unteren Strahlengang nimmt:


Bild3

Der ursprüngliche, auf Schirm S0 zulaufende Strahlengang bleibt - wie im ersten Versuch - völlig unangetastet. Lediglich an den gestrichelten idler-Photonen bestimmt man die Welcher-Weg-Information und leitet die Strahlen dann auf zwei verschiedene Schirme (Schirm S3 und Schirm S4) - je nachdem, ob sie Spalt 1 oder Spalt 2 durchlaufen haben. Konsequenz: Nicht nur an den Schirmen S3 und S4, sondern auch im oberen Strahlengang an Schirm 0 bricht die Interferenz zusammen, obwohl an den Photonen des oberen Strahls keinerlei Messung vorgenommen wurde, die den von ihnen genommenen Weg verraten könnte.

Das Besondere: der Weg im oberen Strahlengang ist kürzer!. Die Photonen des oberen Strahlengangs treffen also bereits auf Schirm S0 ein, bevor an den idler-Photonen die Welcher-Weg-Information bestimmt wird. Auf Schirm S0 sieht es also (bereits vor der Wegbestimmung) genauso aus, wie später auch auf den Schirmen S3 und S4 (siehe Bild4). Es bestehen keine Minima mehr in der Photonenverteilung. Die Interferenz ist verschwunden. Josef Gaßner nennt das: "Wir haben einen Batzen":


Bild4

Man kann nun das Experiment im unteren Teil des Strahlengangs so abwandeln, dass es für einen Teil der idler-Photonen nicht mehr möglich ist, die Welcher-Weg-Information zu bestimmen. Hierzu verwendet man halbduchlässige Spiegel, die die Photonen mit jeweils 50%iger Wahrscheinlichkeit reflektieren oder durchlassen. Da man bei den Spiegeln nicht wissen kann, ob Reflexion oder Durchlaß erfolgt, weiß man an bestimmten Stellen des Strahlengangs nun also auch nicht mehr, ob die im Strahlengang befindlichen Photonen "rote" Photonen (aus Spalt 1) oder "blaue" Photonen (aus Spalt 2) sind.

Es gibt nun also einerseits idler-Photonen, von denen man weiß, durch welchen Spalt sie gegangen sind (diese kommen unverändert bei den Schirmen S3 und S4 an) und es gibt aber auch solche, bei denen man das nicht weiß (und diese leitet man auf zwei neue Schirme S1 und S2):


Bild5

Dementsprechend sieht man an den Schirmen S1 und S2 nun Interferenz (das Muster von Bild2). An den Schirmen S3 und S4 sieht man dagegen unverändert den Zusammenbruch der Interferenz (also den 'Batzen' von Bild4). Aber: Wie sieht es nun im unangetasteten Strahlengang auf Schirm S0 aus?

Man sieht dort Folgendes:


Bild6

Dies sieht nun auf den ersten Blick ziemlich wirr aus. Man kann aber jedem der Photonen des Schirms S0 im Nachhinein die korrelierten Photonen aus den Schirmen S1 bis S4 zuordnen. Man stellt dann fest, dass Schirm S0 dasselbe anzeigt, wie es auch auf den Schirmen S1 bis S4 zu sehen ist, nämlich einen Batzen für diejenigen Photonen, die mit denen der Schirme S3 und S4 korreliert waren - und Interferenz für diejenigen Photonen, die mit denen der Schirme S1 und S2 korreliert waren:


Bild7

Das alles - wie bereits oben angedeutet - unter der Voraussetzung, dass der unangetastete obere Strahlengang kürzer ist, als der untere. Die Photonen an Schirm S0 kommen also weiterhin zuerst an.


Nun das folgende Gedankenexperiment:

Kurz nachdem die Photonen des unangetasteten oberen Strahlengangs auf Schirm S0 aufgetroffen sind, aber noch bevor die unteren idler-Photonen auf den Schirmen S1 und S2 ankommen, könnte jemand den unteren Strahlengang noch so abändern, dass man dem Versuchsaufbau auch an den Schirmen S1 und S2 die Welcher-Weg-Information entnehmen kann (etwa, indem er einen Detektor in einen der Strahlengänge zwischen Spiegel und Schirm einbringt). In diesem Fall müsste auf den Schirmen S1 und S2 die Interferenz zusammenbrechen. Wie würde das aber mit Bild6 an Schirm S0 zu vereinbaren sein, welches ja bereits vorher entstand und insofern nicht mehr abänderbar ist? Schließlich weist Bild6 ja eindeutig Interferenz für die den Schirmen 1 und 2 korrelierten Photonen aus!

Was m.E. daraus folgt ist:

Was auch immer am zuerst erreichten Schirm S0 gemessen wird (Interferenz oder 'Batzen' oder eine Mischung aus Beidem), muss konsistent mit dem Versuchsaufbau im idler-Strahlengang sein, d.h. letzterer darf nicht mehr geändert werden können (obwohl er es, wie im Gedankenexperiment gesehen, theoretisch ja noch könnte).

Schließlich zur Frage der Informationsübertragung:

Lässt man die idler-Photonen ungestört einen langen Weg (etwa zum Mars) durchlaufen, so zeigt der (auf der Erde stationierte) Schirm S0 nur dann Interferenz, wenn im Strahlengang der idler-Photonen die Welcher-Weg-Information nicht ermittelt werden kann. Dazu müssen die idler-Photonen "ungestört" auf auf dem Mars an ihren jeweiligen Schirmen ankommen.

Mit einem Raumfahrer könnte man nun z.B. vereinbaren, dass er den Strahlengang stören soll, wenn er wohlbehalten den Mars erreicht.

Auf der Erde berechnet man die Ankunftszeit des Raumfahrers und sammelt auf Schirm S0 eine genügende Anzahl von Photonen, deren korrelierte idler-Photonen nach der berechneten Ankunftszeit des Raumfahrers auf ihre jeweiligen Mars-Schirme laufen.

Findet man in S0 nun einen 'Batzen' so muss kurz vor der Ankunft der idler-Photonen - so wie vereinbart - der Strahlengang manipuliert worden sein. Die Erde kann daraus ableiten, dass der Raumfahrer wohlbehalten auf dem Mars angekommen ist.

Findet man in S0 dagegen Interferenz, so wäre das Anlass zur Sorge. Die idler-Photonen müsten dann nämlich ungestört ihre Schirme auf dem Mars erreicht haben - und das würde wiederum bedeuten, dass dem Raumfahrer offensichtlich etwas zugestoßen sein muss.

Hallo Zara.t.,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 2306-176:

Die Beobachterin A beobachtet wie sich bei D0 (zB auf dem Mars) langsam ein unidentifizierbares Muster aufbaut. Punkt für Punkt - Photon nach Photon. Erst später erhält die Beobachterin A die Infos vom Koinzidenzzähler (auf der Erde stationiert) mit deren Hilfe sie die aufgezeichneten Punkte identifizieren kann.

Das muss m.E. nicht so sein. Das Muster muss nicht "unidentifizierbar" sein. Nehmen wir an, wir modifizieren den Versuch von Bild5 aus meinem Beitrag Nr. 2306-179 wie folgt:


Bild8

Wir entfernen die Detektoren S3 und S4 und deren zugehörige Halbspiegel. Dann müsste an S0 ein Interferenzmuster auftreten. Das bleibt theoretisch unverändert, wenn wir z.B. den unteren Strahlengang bis zum Mars verlängern. Natürlich kann man die Interferenz nicht schon an wenigen Photonen sehen. Aber in bspw. einer Sekunde könnte man schon eine ganze Menge Photonen zum Mars schicken...

Nehmen wir nun an, wir sammeln bis zum vorausberechneten Zeitpunkt der Ankunft des Raumfahrers Photonen in S0 (auf der Erde). Wir müssten dann ein klares Interferenzmuster auf dem Schirm sehen.

Nun treffe der Raumfahrer auf dem Mars ein, und verändere den unteren Strahlengang wie folgt:


Bild9

Der Raumfahrer ersetzt den halbdurchlässigen Spiegel zwischen S1 und S2 durch einen vollen Spiegel. Auf der Erde sammeln wir - nun nach dem vorausberechneten Ankunftzeitpunkt des Raumfahrers - in S0 erneut Photonen. Wir müssten nunmehr einen eindeutigen Batzen sehen. Wenn nicht, ist dem Raumfahrer etwas passiert.