Quantenphysik – Nichtlokalität, Verschränkung, Zufall

Wen es interessiert, hier meine Notizen zum Thema Quantenphysik.
Ich nehme Bezug auf zwei Quellen. ⁽¹⁾

Über Quanten wurde schon mehrfach im Forum diskutiert, zum Beispiel
"Von der Quantenphysik zum Bewusstsein", Beitrag Nr. 2306-1,
"Dauer eines Quantensprungs", Beitrag Nr. 2190-1,
"Wellen in der Quantenphysik – einige Fragen dazu", Beitrag Nr. 2052-1,
"Überlagerungszustände (im Sinne der Quantenphysik)", Beitrag Nr. 2050-1,
"Wann sagt uns ein Quanten-Computer die Wahrheit?", Beitrag Nr. 2038-1,
"Eine neue Deutung quantenphysikalischer Messergebnisse", Beitrag Nr. 1963-1,
"Informationsübertragung mittels Quantenverschränkung", Beitrag Nr. 1700-1,
"Quanten", Beitrag Nr. 1597-1 (vor 10 Jahren),
um nur einige Threads zu nennen.


Klassische Physik:
Die Quantenphysik unterscheidet sich deutlich von der klassischen Physik.
In der klassischen Physik laufen alle Ereignisse lokal ab und entwickeln sich (zeitlich) allmählich kausal. Raum und Zeit werden a priori vorausgesetzt (ohne Beweis), ohne Erklärung der Ursachen von Raum und Zeit. Diese Annahmen führen zu deterministischen Zustandsänderungen in der Gegenwart (mit Angangsbedingungen in der Vergangenheit). Der Ist-Zustand bestimmt die Zukunft.
Zu diesen deterministischen Zustandsänderungen zähle ich auch probabilistische Zustandsänderungen mit Häufungen (Wahrscheinlichkeiten) von Ereignissen. Es sind im Sinne der Quantenphysik nur scheinbare Zufälle, keine echten Zufälle.
Einsteins Relativitätstheorien macht die Physik ausdrücklich lokal.


Quantenphysik:
Die Quantenphysik erklärt Erscheinungen der Natur, die nichtlokal sind, Ereignisse ohne Distanz und Zeitdauer.
Verschränkungen (Korrelationen) sind das Hauptmerkmal der Quantenphysik.
Die Objekte der Quantenphysik sind in unserer Erlebniswelt nicht wahrnehmbar.
Physik, Chemie, Biologie, Physiologie, usw. beschreiben nur unsere Erfahrungswelt, aber nicht wie die Dinge in Wirklichkeit sind.
Es ist möglich, dass alle Wahrnehmungen durch unsere Sinne einer "Täuschung" unterliegen und die Grundlagen der Theorien nicht ausreichend tiefgründig sind.

Die Korrelationen (Verschränkung) zweier Photonen oder Elektronen haben eine gemeinsame Basis. Sie unterliegen dem gleichen Zufall, der vom Ort völlig unabhängig ist.

Die Quantenwelt ist völlig anders als die klassische Physik.

Nicolas Gisin: "In diesem Konfigurationsraum repräsentiert jeder Punkt die Position sämtlicher Teilchen, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind. … Aber wir arme Menschenkinder sehen den Konfigurationsraum nicht, sondern nur den Schatten von dem, was sich dort abspielt. … Die Realität spielt sich gewissermaßen in einem anderen Raum ab als den unsrigen. … Es fällt schwer zu glauben, dass die wahre Realität in einem Raum⁽²⁾ zu finden ist, dessen Dimensionen von der Anzahl der Teilchen abhängt – vor allem wenn man weiß, dass sich diese Anzahl im Laufe der Zeit ändert."


Quantenunbestimmtheit:
Die Unbestimmtheit ist die Grundlage der Quantenphysik.
Jedes Qubit (Quantenbit) verfügt über eine "Wolke" potentieller und zufälliger Messergebnisse.
Ein Elektron hat keine exakte Position, sondern nur eine durchschnittliche Position, ähnlich einer Wolke, wobei diese "Wolke" ein unteilbarer Bereich potentiell lokaler Positionspunkte darstellt.
Kein Elektron hat vor einer Messung eine Position. Erst die Messung gibt dem Elektron eine Position.
Die Differenz der Ergebnisse eines verschränkten Qubit-Paares ist gleich Null!
Die Position eines Elektrons und die Position eines verschränkten Elektrons sind zueinander identisch.
Die Messung der Position eines der Elektronen gibt dem zweiten verschränkten Elektron die gleiche Position.
Bei einer Messung wird das Photon zerstört.

Beim Doppelspaltexperiment wird keine Ortsbestimmung durchgeführt. Hier ist ein Photon (oder Elektron) "hier" und "dort". Es ist gleichzeitig an zwei Orten und superpositioniert, nachdem es einen Doppelspalt passiert hat, als Muster/Streifen.


Nichtlokalität:
Nichtlokale Korrelationen scheinen außerhalb der Raumzeit zu stehen. Die Korrelationen sind nicht durch lokale Variablen beschreibbar.
Zwei korrelierte Photonen/Elektronen, die beide keine lokalen Eigenschaften besitzen und auch keine Informationen austauschen können, haben trotzdem eine gemeinsame Basis. Sie unterliegen beide dem gleichen Zufall, der vom Ort völlig unabhängig ist und daher unabhängig von der Distanz des Photonen/Elektronen-Paares.

Die Nichtlokalität lässt sich durch folgendes mathematische Kalkül beschreiben:
a ⊕ b = x ⊗ y oder vereinfacht formuliert a + b = x∙y
wobei a, b, x, y duale Zahlen (0/1) der mod-2-Arithmetik sind.
(Hinweis zum binären Zahlensystem: 0+1=1, 0+0=0, aber 1+1=0)


Zufall:
Die Korrelation von Objekten zeichnen sich dadurch aus, dass für beide Objekte der echte Zufall wirkt, der zum gleichen gegenwärtigen Zeitpunkt im gesamten Universum identisch ist. Dieser, als echter Zufall charakterisiert Zufall unterscheidet sich von der bekannten Wahrscheinlichkeit dadurch, dass diese speziellen zufälligen Ereignisse eine größere Wahrscheinlichkeiten aufweisen als mathematisch maximale (lokale) Kombinationen zulassen.
Die Bell'sche-Ungleichung beschränkt zum Beispiel vier verschiedene binäre Optionen (ja/nein, 0/1, gerade/ungerade) auf höchstens drei mögliche Kombinationen. Alle Korrelationen größer 3 sind nach der Quantenphysik ein echter Zufall, der nicht durch eine Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von Beziehungen (Variablen) vorausgesagt werden kann.
Der echte Zufall ist ein intrinsisch unvorhersehbares Ereignis, ist nicht reduzibel und nicht Glied einer kausalen Kette. Die Natur ist dadurch zu einem echten Schöpfungsakt fähig, weil nichts existierte, bevor sich der Zufall manifestierte.


Quantenverschränkung:
Diese Korrelationen werden als Quantenverschränkung bezeichnet und sind das Hauptmerkmal der Quantenphysik. Die Verschränkung bezieht sich immer auf ein Paar von Quantenobjekten. Die Quantenobjekte beeinflussen sich nicht gegenseitig. Sie lassen sich nicht als zwei Punkte auf einer Weltlinie beschreiben.
Verschränkungen lassen keinen Austausch von Informationen zu, d.h. keine Kommunikation.

Es ist sinnvoll, zwischen Zustand und System zu unterscheiden.
Für verschränkte Systeme wird der Zustand nicht allein von einem System, sondern durch beide Systeme (Objekte) als Paar.
Die Korrelation ist eine Verschränkung zweier Systeme. Die Korrelation legt die Relation zwischen Systemen vollständig fest.
In der Quantenphysik gibt es zustandsunabhängige und zustandsabhängige Eigenschaften eines Quantensystems. Zustandsunabhängige Eigenschaften (Masse, Ladung) ändern sich nicht im Laufe der Existenz des Systems. Zustandsabhängige Eigenschaften (Wahrscheinlichkeiten, Ort, Impuls, Spin, Durchlaufsinn) haben einen Gradienten, der die Zustandsänderung in der Gegenwart widerspiegelt.
Ein Elektron ist charakterisiert durch die Substanz "Masse und Ladung" und den physikalischen Zustand einer "Position/Geschwindigkeits-Wolke".
Ein Photon ist charakterisiert durch die Substanz "Energie" und den physikalischen Zustand einer "Polarisation/Frequenz-Wolke". Das Photon ist ein Paket elektromagnetischer Energie, das schwingt. Im "Normalzustand" hat das Photon keine Schwingungsrichtung, ist depolarisiert.

Während die Verschränkung selbst nicht von der Zeit abhängt, ändern sich die Eigenschaften der Teilsysteme.

Theoretisch kann jedes Quantenobjekt verschränkt werden.
Nachgewiesen sind Verschränkungen durch Experiment meist mit Photonen, aber auch mit Elektronen bzw. Ionen (Atome seltener Erden, die ein Elektron verloren haben). Im Experiment erfolgt die Verschränkung in einem nichtlinearen Kristall.


Teleportation:
In der Quantenphysik wird unter Teleportation kein Transport von Masse oder Information zwischen zwei Orten verstanden.
Die Quantenteleportation dient der Vervielfachung der Distanz zwischen verschränkten Objekten mittels Quantenrepeatern, die wie Relaisstationen agieren. Die Teleportation reiht mehrere verschränkte Paare wie eine Kette aneinander. Die Repeater erfahren nichts über den Verschränkungszustand.
Die Quantenteleportation wurde in mehreren Laboren erfolgreich realisiert.

Die Quantenphysiker haben verschiedene Aspekte der Nichtlokalität bereits erfolgreich analysiert. Eine ganze Reihe von Fragen ist noch offen.

Gruß, Otto

⁽¹⁾
- Nicolas Gisin, Der unbegreifliche Zufall – Nichtlokalität, Teleportation und weitere Seltsamkeiten der Quantenphysik, 215 Seiten, Springer-Verlag 2014, französische Erstausgabe 2012Einsteins Relativitätstheorien macht die Physik ausdrücklich lokal.
- Michael Esfeld, Der Holismus der Quantenphysik: seine Bedeutung und seine Grenzen, Philosophia Naturalis 36 (1999), S. 157–185)

⁽²⁾ Hier sind der mathematische Raum und die mathematische Dimension gemeint.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-1:

Die Quantenphysiker haben verschiedene Aspekte der Nichtlokalität bereits erfolgreich analysiert. Eine ganze Reihe von Fragen ist noch offen.

Gelöste Probleme:
- Quanten lassen sich nicht klonen,
- Erzeugung von echten Zufallszahlen für die technische Nutzung,
- Quanten-Kryptographie,
- Quanten-Teleportation,
- Fehleranalyse und Effizienz von Quanten-Detektoren,
- Analyse der Zeitdauerunterschiede zwischen Sender→Empfänger und der Laufzeit des Signals durch die Apparatur mit LG,
- Mögliche Übertragung des Signals mit einer Geschwindigkeit größer als die LG,
- Dauer einer Messung mit Gravitationseffekten,
- Rolle des Bezugssystems (Sender und Empfänger in einem Inertialsystem oder, alternativ, im Massezentrum des Universums nach dem Urknall),
- Relativbewegung zwischen verschiedenen Bezugssystemen und die Abfolge von Ereignissen (Kausalität),
- Echter Zufall und freier Wille bzw. Urteilsvermögen.

Offene Fragen:
- Haben Quanten, Elektronen, Photonen oder Atome einen "freien Willen"?
- Mögliche Verzweigung des Universums im Falle des echten Zufalls (Multiversum) – was zum totalen Determinismus ohne freien Willen führt sowie die Zukunft nicht allein durch die Gegenwart des Ist-Zustandes bestimmt wird.
Diesen Fall habe ich bereits als Superposition von Welten mit unterschiedlichen LGn analysiert und im Forum beschrieben. Nach der SRT wäre die Verschränkung nur ein Spezialfall der Überlagerung zweier Welten, deren LG im Verhältnis 1:2 stehen. Siehe auch Beitrag Nr. 2353-1.
- Lassen sich verschiedene Verschränkungsmengen (gegeneinander) wichten – in Analogie zur Mengenlehre,
- Wie sieht der Quantenformalismus in einem größeren Zusammenhang ("von außen") aus?
- Was ist überhaupt womit verschränkt? Gibt es eine Art Übersicht der verschränkten Objekte in unserem 3D-Raum?
- Was bedeutet eine Verschränkung mehrerer bereits verschränkter Paare (n-Lokalitäten)?
- Was kann mit der Nichtlokalität voraus gesagt werden? Hängt die Voraussage vom Bezugssystem ab?
Nicolas Gisin: "Je revolutionärer das Konzept, desto futuristischer die Anwendung."
(Siehe auch DIQIP Programm)
- Ist die Natur grundsätzlich nichtlokal?
Ist der Quanten-Holismus für die gesamte physikalische makroskopische Welt gültig oder ist er begrenzt auf mikroskopische Systeme?
- Was sind die Grenzen der Quantenphysik?
- Ist die Geschwindigkeit einer Elektronenwolke überhaupt existent, wenn das Elektron nichtlokal ist?
- Lässt sich die nichtlokale Korrelation der Quantenphysik philosophisch erklären?
- Welchen Zusammenhang gibt es zwischen der Mengenlehre und der Quantenphysik?
Werden zwei Objekte (mit relativer Geschwindigkeit) zu einem einzelnen Punkt?
Was ist unter der Dilatation eines Punktes zu verstehen?
In der Mengenlehre kann jedes einzelne Ding zu sich selbst in Relation stehen, eine s.g. reflexive Beziehung. Die Relation ist der Punkt selbst (siehe Beitrag Nr. 2358-16 und Beitrag Nr. 2358-24).
Dazu später ein separater Kommentar (in Bezug auf Beitrag Nr. 2358-36 und Beitrag Nr. 2284-53).
- Ist die Wechselwirkung zwischen lokalisieren Objekten nur eine intuitive Vorstellung?
Ist die Relativgeschwindigkeit eigentlich nur eine reflexive Beziehung eines einzelnen Punktes und nicht, wie üblich, die relative Beziehung zwischen zwei Punkten (eines Punktepaares)?
- Lässt sich die Quantenphysik mit Einsteins Relativitätstheorie vereinbaren?
Ich denke ja. Dazu werde ich mich später in einem separaten Beitrag äußern und auf die SRT eingehen.
- Gibt es eine Verbindung zwischen Rauschen und Relativität?
- Ist der Durchlaufsinn (den Beobachter verlassend/annähernd oder links/rechts drehend) durch eine mod2-Arithmetik beschreibbar?
- Lässt sich zirkular polarisiertes Licht, das heißt eine Phasenverschiebung von π/2, durch eine mod2-Arithmetik beschreiben?
- Können räumliche Dimensionen durch eine mod2-Arithmetik beschrieben werden (erste Dimension 0, zweite Dimension 1, dritte Dimension Spin [Singulett-Zustand])?

Gruß, Otto

Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-2:

- Lässt sich die Quantenphysik mit Einsteins Relativitätstheorie vereinbaren?

Ich denke ja. Dazu werde ich mich später in einem separaten Beitrag äußern und auf die SRT eingehen.

darauf bin ich sehr gespannt.
Wobei die Quantenfeldtheorie im Vergleich zur älteren Quantenmechanik bereits eine lorentzinvariante Theorie darstellt.
Die Dirac-Gleichung z.B. genügt den Anforderungen der SRT.
Eine Vereinigung der Quantentheorie mit der ART steht allerdings noch aus.
Die Lagrangedichte der QFT scheint mir in Verbindung mit einer noch ausstehenden Quantisierung der Gravitation, die wohl nur indirekt gelingen wird, vielleicht ein Kandidat zu sein.
Ansonsten stellen die Theorien der Quantengravitation wie die Schleifenquantengravitation, Stringtheorie und Supersymmetrie vielversprechende Ansätze dar, auch wenn sich hier empirisch bisher leider noch nichts zeigt, was einige Physiker sehr beunruhigt.
Vielleicht stellt letztendlich das Standardmodell, so nützlich es sich auch erwiesen hat, doch eine Sackgasse dar und es müssen ganz andere Konzepte erdacht werden.

Denkst du in diese Richtung oder hast du ganz andere Flausen Ideen im Kopf?

mfg okotombrok

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2359-3:

darauf bin ich sehr gespannt.

Hallo Okotombrok,
Siehe neues Thema mit Beitrag Nr. 2360-1.
Gruß, Otto

Hallo Otto,
ich habe mich schon lange mit der Quantenphysik nicht beschäftigt. Daher möchte ich mein Wissen durch die Diskussion auffrischen. Und vielleicht auch ein Paar Gedanken in Runde zu werfen…

Aber zuerst geht es mir manche deinen Aussagen zu widersprechen bzw. korrigieren. Vor allem geht es nicht um grundsätzliche Verneinung sondern die Formulierung. Gerade auf Ebene der Quantenphysik versagt unsere Sprache, die eben unsere sinnliche Wahrnehmung der Realität widerspiegelt, die immer in Ursache-Folge analysiert werden kann. Es komm wohl nicht – oder durch Reduktion wird ausgeblendet -, dass nicht immer kann man eindeutig die beiden klar identifizieren. Wenn Du die Unbestimmtheit der Quanten als Grundlage der Quantenphysik beschreibst, da habe ich was dagegen. Ich meine Grundlage versteht man doch als ein Fundament auf dem etwas aufgebaut ist. Is die Unbestimmtheit ein Fundament?! Ich würde eher sagen, es ist ihr wesentliche Eigenschaft, die sich als Folge (von was?!) präsentiert. Noch eher ist es die Eigenschaft die sich in einer Verschränkung mit der Grundlage/Fundament befindet, dass wir hier nie eine kausale Beziehung feststellen können, sondern eine Einheit in der die Ursache und Folge noch vereint sind.
Z.B. schreibst Du in #1 beitrag:

Zitat:

Raum und Zeit werden a priori vorausgesetzt (ohne Beweis), ohne Erklärung der Ursachen von Raum und Zeit. Diese Annahmen führen zu deterministischen Zustandsänderungen in der Gegenwart (mit Angangsbedingungen in der Vergangenheit). Der Ist-Zustand bestimmt die Zukunft.

Nein, Raum und Zeit werden nicht vorausgesetzt. Gerade umgekehrt, die Beobachtung der „deterministischen Zustandsänderungen“ führte zur Annahme bzw. Einführung der bestimmten – abstrakten – Begriffe „Raum“ und „Zeit“, die die Gesamtheiten der materiellen Erscheinungen zusammenfassen und mit Hilfe dieser Begriffe zu beschreiben liesen. Auch z.B. Demokratie ist nicht etwas, was da in realität existiert. Es ist ein (komplexer) Zustand, das abstrahierend als Demokratie bezeichnet wird. Genau so auch Raum und Zeit lassen sich abstrahieren und behandeln OHNE Materie selbst. Men muss nur nicht vergessen, dass es Hilfskonstrukte für die Beschreibung der Materie sind, keine alleinstehende Objekte.

Auch Ist-Zustand bestimmt NICHT die Zukunft. Z.B. die Geschwindigkeit eines Objekts ist nur scheinbar ein Ist-Zustand. Wenn Du den klassischen Determinismus hier gedacht hast, auch er scheitert, weil der Ist-Zustand kann auch von der Umwelt (außerhalb des analysierenden Systems) beeinflusst werden. Es heist, dass das Ist-System muss stetig erweitert werden, sowohl nach außen als nach Innen, wo wir letztendlich die Quantenebene erreichen, die dem Determinismus klassischer Materie Ende bereitet.

Ich hatte irgendwo gelesen eine meines Erachtens trifftige Analogie, die Materie als Schaum der Wechselwirkungen der Quantenwelt beschreibt. Dieser Schaum – die klassische Materie - besteht aus einem Netzwerk der Wechselwirkungen, die Revesibilität der Quantenwelt verlassen. Der Schaum wird auch als Faktenschaum genannt, weil mit jede weitere Wechselwirkung wird die Quanetnrevesibilität zebrochen und die Irreversibilität in klassische Materie sich manifestiert. Insofern die Materie besteht nicht aus Quantenobjekten, sondern aus den Ereignissen, die durch Wechselwirkung der Quantenobjekte passieren.

Die Wechselwirkungen der Quanten, die nicht im Stande sind in dieses Netzwerk eingebunden zu sein, sind Einzel-Ereignisse der Quantenebene, die unter der Oberfläche dieses Schaums passieren. Wobei die virtuelle Ereignisse als Ereignisse zu nennen vielleicht auch nicht richtig ist. Sie sind wie lebende und tote Katze zugleich. Nur wenn man für den bestimmten Zustand entscheidet bzw. zur Entscheidung gezwungen war, wird dieser Ereignis zur Grundlagen der klassischen Physik.

Zitat:

Beim Doppelspaltexperiment wird keine Ortsbestimmung durchgeführt. Hier ist ein Photon (oder Elektron) "hier" und "dort". Es ist gleichzeitig an zwei Orten und superpositioniert, nachdem es einen Doppelspalt passiert hat, als Muster/Streifen.

Nach mein Kenntnis, wenn hinter der Doppelspaltwand wird ein Detektor platziert, wird Elektron eben nur für einen Spalt „entscheiden“. Es wäre so, als er er zuerst gleich durch beide Spalten durchdringen würde, bis er den Detektor (seinen Beobachter) entdecken würde, um dann schleunigst auf einer Spalte noch zurück in die Zeit und Raum schaffen, um dann nur durch eine Spalte sich „sittlich“ dem Detektor zu präsentieren.

Umso mehr man schreibt, umso mehr Angriffsfäche bietet. Also hast du jetzt auch genug Stoff, dem Du widersprechen kannst ????.

Hallo Irena,
Mein Beitrag Nr. 2359-1 ist nur eine Zusammenfassung von 200 Seiten des Buches von Nicolas Gisin, ohne jeden Kommentar von mir. Das betrifft auch meinen Beitrag Nr. 2359-2. Hier habe ich jedoch die offenen Probleme der Quantenphysik mit eigenen Ideen ergänzt.
Bei einer Zusammenfassung des Buches auf eine A4-Seite gehen natürlich viele Einzelheiten verloren.
Ich habe weitestgehend die Formulierungen von N. Gisin übernommen und einige wichtige Stellen wörtlich zitiert.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Gerade auf Ebene der Quantenphysik versagt unsere Sprache, ...

Das ist richtig. Schon statt des Wortes "Nichtlokalität" gibt es in unserer Erfahrungswelt kein positives Wort ohne "Nicht".

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Is die Unbestimmtheit ein Fundament?! Ich würde eher sagen, es ist ihr wesentliche Eigenschaft, die sich als Folge (von was?!) präsentiert. Noch eher ist es die Eigenschaft die sich in einer Verschränkung mit der Grundlage/Fundament befindet, dass wir hier nie eine kausale Beziehung feststellen können, sondern eine Einheit in der die Ursache und Folge noch vereint sind.

Zur Unbestimmtheit haben Claus (Beitrag Nr. 2358-94), Stueps und Okotombrok (Beitrag Nr. 2358-95) sehr ausführlich diskutiert.
Ohne Lokalität keine Kausalität.
Die Unbestimmtheit sehe ich als eine Art "Vorstufe" der Nichtlokalität. Erst die Messung generiert die Lokalität. In diesem Sinne ist die Unbestimmtheit wichtig für die Quantenphysik. Die Verschränkung sehe ich jedoch als die wesentlichste Eigenschaft der Quantenphysik (einschließlich des "echten" Zufalls).

"Zitat: Raum und Zeit werden a priori vorausgesetzt (ohne Beweis), ohne Erklärung der Ursachen von Raum und Zeit. Diese Annahmen führen zu deterministischen Zustandsänderungen in der Gegenwart (mit Angangsbedingungen in der Vergangenheit). Der Ist-Zustand bestimmt die Zukunft."

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Nein, Raum und Zeit werden nicht vorausgesetzt. Gerade umgekehrt, die Beobachtung der „deterministischen Zustandsänderungen“ führte zur Annahme bzw. Einführung der bestimmten – abstrakten – Begriffe „Raum“ und „Zeit“, die die Gesamtheiten der materiellen Erscheinungen zusammenfassen und mit Hilfe dieser Begriffe zu beschreiben liesen.

Jede Theorie, die lokale Variable nutzt (ART, SRT, klassische Physik) ist eine Theorie, die Dimensionen, Raum und Zeit als gegeben voraussetzt, ohne diese selbst physikalisch zu erklären.
Die Kausalität halte ich nicht für die Ursache deterministischer Zustandsänderungen. Erst die Zeitdauer als Summe von Momenten ermöglicht eine deterministische (und wahrscheinliche) Kausalität. Nicht umgekehrt.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Auch Ist-Zustand bestimmt NICHT die Zukunft. Z.B. die Geschwindigkeit eines Objekts ist nur scheinbar ein Ist-Zustand. Wenn Du den klassischen Determinismus hier gedacht hast, auch er scheitert, weil der Ist-Zustand kann auch von der Umwelt (außerhalb des analysierenden Systems) beeinflusst werden.

Nicht die Geschwindigkeit ist der Ist-Zustand, sondern der Gradient der Geschwindigkeit (einschließlich v = const mit dem Gradienten Null).
Für diesen Gedankengang ist es wichtig, den tieferen Sinn der Differentialrechnung zu verstehen. Leider wird auf diesen Aspekt in der Literatur zu wenig eingegangen. Es wird nur gesagt, dass δt eine unendliche kleine Größe sei. Aber genau das charakterisiert den Augenblick und den Gradienten eines Zustandes – eine unendlich kleine Zeitdauer.
Harti und Uwebus haben genau damit ihre Probleme, Beitrag Nr. 1802-252 und -253.

Natürlich gehört zum Ist-Zustand die gesamte Umwelt, nicht nur die Relativgeschwindigkeit.

Unsere Erlebniswelt ist sehr begrenzt. Deshalb gehen wir bei einer Analyse eines begrenzten Systems von falschen Annahmen aus. Die Sprache über Raum und Zeit ist eine falsche Sprache.
Die Raumzeit ist nur ein 3D-Desktop, das das Wesentliche hinter Icons verbirgt. Wir registrieren unsere Umwelt wie über ein Interface eines PC.
Nicht einmal auf unsere Sinne können wir uns verlassen und eine Realität (komplett) objektiv wahrnehmen.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Die Wechselwirkungen der Quanten, die nicht im Stande sind in dieses Netzwerk eingebunden zu sein, sind Einzel-Ereignisse der Quantenebene, die unter der Oberfläche dieses Schaums passieren.

N. Gisin nennt unsere Erlebnisse einen "Schatten" der Quantenwelt.
Sicher besteht ein Netzwerk. Aber was ist der Kern dieser Relationen?
Okotombrok hat genau zu dieser Frage eine gute Grundlage mit dem Thema "Ontologie der modernen Physik" gelegt, Beitrag Nr. 2358-1.

Ereignisse, einschließlich virtueller Ereignisse, existieren m.E. in der Quantenphysik nicht.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Nur wenn man für den bestimmten Zustand entscheidet bzw. zur Entscheidung gezwungen war, wird dieser Ereignis zur Grundlagen der klassischen Physik.

Das ist, denke ich, eine Lokalisierung aus der Unbestimmtheit - infolge einer Messung.

"Zitat: Beim Doppelspaltexperiment wird keine Ortsbestimmung durchgeführt. Hier ist ein Photon (oder Elektron) "hier" und "dort". Es ist gleichzeitig an zwei Orten und superpositioniert, nachdem es einen Doppelspalt passiert hat, als Muster/Streifen."

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Nach mein Kenntnis, wenn hinter der Doppelspaltwand wird ein Detektor platziert, wird Elektron eben nur für einen Spalt „entscheiden“. Es wäre so, als er er zuerst gleich durch beide Spalten durchdringen würde, bis er den Detektor (seinen Beobachter) entdecken würde, um dann schleunigst auf einer Spalte noch zurück in die Zeit und Raum schaffen, um dann nur durch eine Spalte sich „sittlich“ dem Detektor zu präsentieren.

Ich habe mit "hier" und "dort" die Wortwahl von N. Gisin übernommen, weil sie mich sehr überraschte. Diese Beschreibung wurde von einem gestandenen Physiker verwendet, der in der Quantenphysik zu Hause ist.
Ich denke, es lohnt sich, intensiver darüber nachzudenken.


"Zu Deinem Leitspruch: Wer nicht manchmal das Unmögliche wagt, wird das Mögliche nie erreichen."
Das war der Grund, weshalb ich das Thema "Quantenphysik und Gravitation", Beitrag Nr. 2360-1 ff, eröffnet habe.
Mir ist völlig klar, dass diese Ideen ziemlich verrückt klingen.


Gruß, Otto

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-7:

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-5:

Gerade auf Ebene der Quantenphysik versagt unsere Sprache, ...

Das ist richtig. Schon statt des Wortes "Nichtlokalität" gibt es in unserer Erfahrungswelt kein positives Wort ohne "Nicht".

Es ging mir doch etwas um anderes. Nichtlokalität als Abwesenheit von Lokalität - hier m. E, zeigt gerade den potential der Sprache. Es ging mir um die Strukturierung der Spraceh, der Grammatik.
Ich lese den Buch
oder das Buch wird von mir gelesen.

Es gibt IMMER ein passiver und aktiver Part. Schon in Makrowelt treffen wir Phänomene, die in einer Rückkoppelung voranschreiten. Z.B. unsere Kultur. Wir sind die Urheber dieser Kultur, wir haben sie erschaffen. Gleichzeitig die neue Generation saugt die vorh. Kultur s.z. mit Muttermilch. Also schafft die Kultur erst die generation, die im Nachhinein wird sie hinterfragen und weiter entwickelt. Dann diese geänderte Kulktur wirkt auf nächste heranwachsende Generation usw.
Was ich meine damit: es gibt in der gesellschaftlichen Evolution keinen aktiven Part. Das angeblicher Steuermann wird gleichzeitig durch passiven Part - der Kultur - gesteuert. Die Wahrnehmung widerspricht unserer Erfahrung, unserer Sprache.

Das Gleiche aber und noch im größerem Maße ist in Quantenwelt zu treffen. Oder auch über Verallgemeinerungen. Z.B.: Die Naturgesetze regieren die Welt. Regieren sie? Oder sind die Merkmale, also die Symptome, nicht die Ursacher...

Z.B. werden die Wechselwirkungen zwischen den Quarks mit Austausch der Gluonen (Quanten der starken Kraft) beschrieben. So nimmt man die Quarks als aktiven Part wahr und Gluonen als Hilfsmittel der Wecshelwirkungen, also passiven Part. Wenn aber das Gegenteil der Fall ist?! Z.B. die Gluonen als die Urheber zu verstehen und die Quarks als ihr Kultur? Und die Quantenevolution vollzieht in einer Verschmelzung des aktiven unmd Passiven Parts in Einem...

PS: wegen Unbestimmtheit hatte ich in entsprechendem Thread geäußert.

Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-8:

Das Gleiche aber und noch im größerem Maße ist in Quantenwelt zu treffen. Oder auch über Verallgemeinerungen. Z.B.: Die Naturgesetze regieren die Welt. Regieren sie? Oder sind die Merkmale, also die Symptome, nicht die Ursacher...

Es ist sicher beides richtig.
Die Naturgesetze beeinflussen Dein und mein Leben, sind Ursache. Wenn Du sie akzeptierst, dann bist Du frei.
Auf der anderen Seite sind Naturgesetze Merkmale der Natur.
Das eigentlich Überraschende ist, dass sich die Naturgesetze mathematisch beschreiben lassen.

Gruß, Otto

Hallo Otto und Irena,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-9:

Es ist sicher beides richtig.
Die Naturgesetze beeinflussen Dein und mein Leben, sind Ursache. Wenn Du sie akzeptierst, dann bist Du frei.

Aus der Welt der Materie (bzw. aus der Welt der objektiv prüfbaren Ereignisse) sind wir es gewohnt, Ursache und Wirkung als zeitlich aufeinander folgend und damit unterscheidbar anzusehen.

Anders könnte es sein, wenn wir die äußere, objektive Welt mit der "inneren" Welt der Gedanken und Gefühle vergleichen.

Vielleicht kann man hier dann nicht mehr sagen, "ein Gedanke verursacht eine Aktion" oder umgekehrt, eine "Aktion (wie z.B. eine Gehirnaktivität) verursacht einen Gedanken".
Es könnte vielmehr so sein, wie Irena es am Beispiel der Sprache gezeigt hat:

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-8:

Ich lese den Buch
oder das Buch wird von mir gelesen.

...was m.E. beides dasselbe bedeutet. Ich will also sagen, dass ein äußerer Prozess und ein inneres Gefühl desselben möglicherweise nicht Resultat einer Zustandsänderung sind, sondern, dass sie vielmehr dasselbe aus verschiedenen Perspektiven sein könnten.

Hallo Irena und Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2359-10:

dass ein äußerer Prozess und ein inneres Gefühl desselben möglicherweise nicht Resultat einer Zustandsänderung sind, sondern, dass sie vielmehr dasselbe aus verschiedenen Perspektiven sein könnten.

Ich würde etwas anders formulieren.
Ein äußerer Prozess und ein inneres Gefühl sind vom Grundsatz dasselbe aus verschiedenen Perspektiven - von innen und von außen.
Der Prozess außerhalb des Bewusstseins ist eine Zustandsänderung, unabhängig vom Bewußtsein,
Das innere Gefühl ist auch eine Zustandsänderung, aber eine separate Zustandsänderung, innerhalb des Beobachters, dessen Interface den tatsächlichen äußeren Prozess der Raumzeit außerordentlich selektiv wahrnimmt und selektiv (und zusätzlich bewertet) speichert.
Deshalb können der äußere Prozess und das innere Gefühl nicht identisch sein und allein von der Perspektive abhängen.

Ein Beispiel zur begrenzten Wahrnehmung unserer Sinne:
Schau in den Spiegel oder in das Antlitz einer schönen Frau.
Du siehst ein Gesicht mit seinen vielen Einzelheiten.
Was Du nicht siehst, sind die dort gespeicherten Erfahrungen und Bewertungsmaßstäbe.
Du erkennst höchstens einen Gesichtsausdruck oder wunderschöne Augen als eine beeindruckende Datenkomprimierung, die Du dann interpretierst.
Das ermöglicht Dir Zugang zu einem anderen Bewusstsein aus einer anderen Perspektive, von außen, aber nur sehr begrenzt.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-9:

Das eigentlich Überraschende ist, dass sich die Naturgesetze mathematisch beschreiben lassen.

Ergänzung: Zahlen können nicht zählen.
Zahlen sind nur Werkzeuge.

Gruß, Otto

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-9:

Die Naturgesetze beeinflussen Dein und mein Leben, sind Ursache. Wenn Du sie akzeptierst, dann bist Du frei.
Auf der anderen Seite sind Naturgesetze Merkmale der Natur.

Hi, Otto
die Sprache ist so ein Ding, dass wenn ich etwas lese, was grundsätzlich eigenen Weltbild widerspricht, fühlt man wir ein Stier von roten Tuch. Alles anderes - möglicherweise positives - wird ausgeblendet. So etwa mit deinem zweiten Satz. Die Lebenseinstellung "Frei" hat doch garnicht mit Naturgesetzen zu tun. Waren Steinmenschen weniger frei, wenn sie "unsere" Naturgesetze garnicht kannten? Sie hatten zwar andere Naturgesetze, das beweist jedoch, dass Naturgesetze eher mit unserem Kenntnisstand der Natur zu tun hat.

Ich denke zwar generell, dass die Bildung macht Menschen "freier", dennoch auch diesen leise zweifele. Beispiel aus meiner Jugend, wenn ich sehr schmerzhaft empfunden habe, dass ich gar keine Wahlmöglichkeiten habe: Entweder studieren oder nicht, entweder heiraten oder nicht. Jetzt lache ich darüber, weil mir klar ist, dass mit einer Entscheidung dieser unfreier Wahl, egal welche, eröffnet mir die ganze Palette der Möglichkeiten, wie ich mein Leben gestalten kann. So übrigens könnte mit Bildung sein. Ich denke hier an meine liebenswerte Schwiegermutter, die ihren Sinn in Kindererziehung, in Kommunikation mit anderen Menschen, der Hilfsbereitschaft fand. Die intellektuellen - "höheren" als Esstisch" - Themen sind für sie fremd und uninteressant. Soll ich sie als "unfreie" Identifizieren?!

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2359-10:

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-8:

Ich lese den Buch
oder das Buch wird von mir gelesen.

...was m.E. beides dasselbe bedeutet.

Da hast Du absolut recht. Ich meinte aber, dass unsere Sprache schon aufgrund ihrer Satzorganisation gerichtet ist. Es gibt aktiver und passiver Part. Wenn man den Sachverhalt in dem angeblich aktiver und angeblich passiver Parts sind spiegelgleich, kann wir mit unseren Sprache nicht ausdrucken, oder sehr umständlich, in dem wir etwas äußern und dann gleich in nächsten Satz zu korrigieren versuchen. Und dennoch die Gewichtigkeit des ersten Satzes wird immer andere seine als der nächsten...

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2359-10:

Anders könnte es sein, wenn wir die äußere, objektive Welt mit der "inneren" Welt der Gedanken und Gefühle vergleichen.

Vielleicht kann man hier dann nicht mehr sagen, "ein Gedanke verursacht eine Aktion" oder umgekehrt, eine "Aktion (wie z.B. eine Gehirnaktivität) verursacht einen Gedanken".

Ich möchte hier nur etwas konkretisieren, da das "äußere" und "innere" beschreiben in Wirklichkeit zwei verschiedenen Entitäten: mentale/geistige und der materielle. Sie verhalten sich zu einander nicht als außere und innere (Raum-) Positionen.

Zitat:

Ich will also sagen, dass ein äußerer Prozess und ein inneres Gefühl desselben möglicherweise nicht Resultat einer Zustandsänderung sind, sondern, dass sie vielmehr dasselbe aus verschiedenen Perspektiven sein könnten.

Doch, ich habe hier ein Einwand. Du kann dein Gehirn nicht sehen und dein Gehirn nicht Dich. Du kannst auch die andere Geiste nicht sehen, nur durch Manifestation der Materie die Rückschlüsse auf die mentale Zustände machen. In dem Sinne stolpert der "Perspektyven-Bild"...

Wobei ich denke, dass meine Vorstellung ist nicht so weit von deinem entfernt. Ich denke, dass der Geist ist ein Ergebnis der Funktionsweise materiellen Struktur (der Körper, im engerem Sinne das neuronale Netz). Sagen wir so: die mentale Entität war ursprünglich als eine Gedächtnisebene kreiert. Z.B. bestimmte neuronalen Konstellationen, die etwas bedeuten sollten, die mit etwas in Verbindung bringen sollten z. B. Gefahr, sexuelle Aufregung im Angesicht des Gegengeschlechts, Durst, visuelle Bilder etc. Wie sollte man die sehr komplexe neuronale Konstellationen zu archivieren, um Reaktion des Körpers effektiv zu gestalten (zum richtigen Moment eingeschaltet zu werden)? Man denk daran, dass diese Konstellationen sind sehr komplex. Um die zu speichern, würde man zweites Gehirn erfordern und dann drittes u.s.w. . Übrigens war womöglich der symmetrische Aufbau des Gehirns ein Grund dafür. Nur eben es reichte nicht. Die mentale Ebene war/ist s. z. Eselbrücke oder ein Chifriermechanismus, das mit seinem Komplexitätwachstum sich s. z. emanziperte und aus reiner Ablagefläche (also Archiv) wurde ein Partner, der genauso nutzt den Gehirn um etwas Sinnhaftes zu erschaffen, als Gehirn ihn zur Regulation der Funktionalität des Körpers.

Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-12:

Die Lebenseinstellung "Frei" hat doch garnicht mit Naturgesetzen zu tun.

Der kurze Schlenker meines Kommentars gehört zur Philosophie, als einer Wissenschaft von den allgemeinen Gesetzen der Natur, des Denkens/Erkennens und der Stellung des Menschen in der Natur.

Es hat leider nichts mit dem Thema dieses Threads "Quantenphysik – Nichtlokalität, Verschränkung, Zufall" zu tun.
Es war nur ein Kommentar zu Deinen Ausführungen.

Gruß, Otto

Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2359-13:

Ich möchte hier nur etwas konkretisieren, da das "äußere" und "innere" beschreiben in Wirklichkeit zwei verschiedenen Entitäten: mentale/geistige und der materielle. Sie verhalten sich zu einander nicht als außere und innere (Raum-) Positionen.

Deine Beispiele betreffen nicht das Innere oder Äußere der Wirklichkeit, sondern Aktiv und Passiv.
Beim Aktiv steht der Ausführende im Vordergrund, beim Passiv die Handlung des Akteurs selbst.

Ich sehe dabei keine Verbindung zur Quantenphysik, auch nicht zu Entitäten.

Gruß, Otto

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2359-1:

Wen es interessiert, hier meine Notizen zum Thema Quantenphysik.
Ich nehme Bezug auf zwei Quellen. ⁽¹⁾

Über Quanten wurde schon mehrfach im Forum diskutiert, zum Beispiel
"Von der Quantenphysik zum Bewusstsein", Beitrag Nr. 2306-1,
"Dauer eines Quantensprungs", Beitrag Nr. 2190-1,
"Wellen in der Quantenphysik – einige Fragen dazu", Beitrag Nr. 2052-1,
"Überlagerungszustände (im Sinne der Quantenphysik)", Beitrag Nr. 2050-1,
"Wann sagt uns ein Quanten-Computer die Wahrheit?", Beitrag Nr. 2038-1,
"Eine neue Deutung quantenphysikalischer Messergebnisse", Beitrag Nr. 1963-1,
"Informationsübertragung mittels Quantenverschränkung", Beitrag Nr. 1700-1,
"Quanten", Beitrag Nr. 1597-1 (vor 10 Jahren),
um nur einige Threads zu nennen.


Klassische Physik:
Die Quantenphysik unterscheidet sich deutlich von der klassischen Physik.
In der klassischen Physik laufen alle Ereignisse lokal ab und entwickeln sich (zeitlich) allmählich kausal. Raum und Zeit werden a priori vorausgesetzt (ohne Beweis), ohne Erklärung der Ursachen von Raum und Zeit. Diese Annahmen führen zu deterministischen Zustandsänderungen in der Gegenwart (mit Angangsbedingungen in der Vergangenheit). Der Ist-Zustand bestimmt die Zukunft.
Zu diesen deterministischen Zustandsänderungen zähle ich auch probabilistische Zustandsänderungen mit Häufungen (Wahrscheinlichkeiten) von Ereignissen. Es sind im Sinne der Quantenphysik nur scheinbare Zufälle, keine echten Zufälle.
Einsteins Relativitätstheorien macht die Physik ausdrücklich lokal.


Quantenphysik:
Die Quantenphysik erklärt Erscheinungen der Natur, die nichtlokal sind, Ereignisse ohne Distanz und Zeitdauer.
Verschränkungen (Korrelationen) sind das Hauptmerkmal der Quantenphysik.
Die Objekte der Quantenphysik sind in unserer Erlebniswelt nicht wahrnehmbar.
Physik, Chemie, Biologie, Physiologie, usw. beschreiben nur unsere Erfahrungswelt, aber nicht wie die Dinge in Wirklichkeit sind.
Es ist möglich, dass alle Wahrnehmungen durch unsere Sinne einer "Täuschung" unterliegen und die Grundlagen der Theorien nicht ausreichend tiefgründig sind.

Die Korrelationen (Verschränkung) zweier Photonen oder Elektronen haben eine gemeinsame Basis. Sie unterliegen dem gleichen Zufall, der vom Ort völlig unabhängig ist.

Die Quantenwelt ist völlig anders als die klassische Physik.

Nicolas Gisin: "In diesem Konfigurationsraum repräsentiert jeder Punkt die Position sämtlicher Teilchen, auch wenn sie weit voneinander entfernt sind. … Aber wir arme Menschenkinder sehen den Konfigurationsraum nicht, sondern nur den Schatten von dem, was sich dort abspielt. … Die Realität spielt sich gewissermaßen in einem anderen Raum ab als den unsrigen. … Es fällt schwer zu glauben, dass die wahre Realität in einem Raum⁽²⁾ zu finden ist, dessen Dimensionen von der Anzahl der Teilchen abhängt – vor allem wenn man weiß, dass sich diese Anzahl im Laufe der Zeit ändert."


Quantenunbestimmtheit:
Die Unbestimmtheit ist die Grundlage der Quantenphysik.
Jedes Qubit (Quantenbit) verfügt über eine "Wolke" potentieller und zufälliger Messergebnisse.
Ein Elektron hat keine exakte Position, sondern nur eine durchschnittliche Position, ähnlich einer Wolke, wobei diese "Wolke" ein unteilbarer Bereich potentiell lokaler Positionspunkte darstellt.
Kein Elektron hat vor einer Messung eine Position. Erst die Messung gibt dem Elektron eine Position.
Die Differenz der Ergebnisse eines verschränkten Qubit-Paares ist gleich Null!
Die Position eines Elektrons und die Position eines verschränkten Elektrons sind zueinander identisch.
Die Messung der Position eines der Elektronen gibt dem zweiten verschränkten Elektron die gleiche Position.
Bei einer Messung wird das Photon zerstört.

Beim Doppelspaltexperiment wird keine Ortsbestimmung durchgeführt. Hier ist ein Photon (oder Elektron) "hier" und "dort". Es ist gleichzeitig an zwei Orten und superpositioniert, nachdem es einen Doppelspalt passiert hat, als Muster/Streifen.


Nichtlokalität:
Nichtlokale Korrelationen scheinen außerhalb der Raumzeit zu stehen. Die Korrelationen sind nicht durch lokale Variablen beschreibbar.
Zwei korrelierte Photonen/Elektronen, die beide keine lokalen Eigenschaften besitzen und auch keine Informationen austauschen können, haben trotzdem eine gemeinsame Basis. Sie unterliegen beide dem gleichen Zufall, der vom Ort völlig unabhängig ist und daher unabhängig von der Distanz des Photonen/Elektronen-Paares.

Die Nichtlokalität lässt sich durch folgendes mathematische Kalkül beschreiben:
a ⊕ b = x ⊗ y oder vereinfacht formuliert a + b = x∙y
wobei a, b, x, y duale Zahlen (0/1) der mod-2-Arithmetik sind.
(Hinweis zum binären Zahlensystem: 0+1=1, 0+0=0, aber 1+1=0)


Zufall:
Die Korrelation von Objekten zeichnen sich dadurch aus, dass für beide Objekte der echte Zufall wirkt, der zum gleichen gegenwärtigen Zeitpunkt im gesamten Universum identisch ist. Dieser, als echter Zufall charakterisiert Zufall unterscheidet sich von der bekannten Wahrscheinlichkeit dadurch, dass diese speziellen zufälligen Ereignisse eine größere Wahrscheinlichkeiten aufweisen als mathematisch maximale (lokale) Kombinationen zulassen.
Die Bell'sche-Ungleichung beschränkt zum Beispiel vier verschiedene binäre Optionen (ja/nein, 0/1, gerade/ungerade) auf höchstens drei mögliche Kombinationen. Alle Korrelationen größer 3 sind nach der Quantenphysik ein echter Zufall, der nicht durch eine Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von Beziehungen (Variablen) vorausgesagt werden kann.
Der echte Zufall ist ein intrinsisch unvorhersehbares Ereignis, ist nicht reduzibel und nicht Glied einer kausalen Kette. Die Natur ist dadurch zu einem echten Schöpfungsakt fähig, weil nichts existierte, bevor sich der Zufall manifestierte.


Quantenverschränkung:
Diese Korrelationen werden als Quantenverschränkung bezeichnet und sind das Hauptmerkmal der Quantenphysik. Die Verschränkung bezieht sich immer auf ein Paar von Quantenobjekten. Die Quantenobjekte beeinflussen sich nicht gegenseitig. Sie lassen sich nicht als zwei Punkte auf einer Weltlinie beschreiben.
Verschränkungen lassen keinen Austausch von Informationen zu, d.h. keine Kommunikation.

Es ist sinnvoll, zwischen Zustand und System zu unterscheiden.
Für verschränkte Systeme wird der Zustand nicht allein von einem System, sondern durch beide Systeme (Objekte) als Paar.
Die Korrelation ist eine Verschränkung zweier Systeme. Die Korrelation legt die Relation zwischen Systemen vollständig fest.
In der Quantenphysik gibt es zustandsunabhängige und zustandsabhängige Eigenschaften eines Quantensystems. Zustandsunabhängige Eigenschaften (Masse, Ladung) ändern sich nicht im Laufe der Existenz des Systems. Zustandsabhängige Eigenschaften (Wahrscheinlichkeiten, Ort, Impuls, Spin, Durchlaufsinn) haben einen Gradienten, der die Zustandsänderung in der Gegenwart widerspiegelt.
Ein Elektron ist charakterisiert durch die Substanz "Masse und Ladung" und den physikalischen Zustand einer "Position/Geschwindigkeits-Wolke".
Ein Photon ist charakterisiert durch die Substanz "Energie" und den physikalischen Zustand einer "Polarisation/Frequenz-Wolke". Das Photon ist ein Paket elektromagnetischer Energie, das schwingt. Im "Normalzustand" hat das Photon keine Schwingungsrichtung, ist depolarisiert.

Während die Verschränkung selbst nicht von der Zeit abhängt, ändern sich die Eigenschaften der Teilsysteme.

Theoretisch kann jedes Quantenobjekt verschränkt werden.
Nachgewiesen sind Verschränkungen durch Experiment meist mit Photonen, aber auch mit Elektronen bzw. Ionen (Atome seltener Erden, die ein Elektron verloren haben). Im Experiment erfolgt die Verschränkung in einem nichtlinearen Kristall.


Teleportation:
In der Quantenphysik wird unter Teleportation kein Transport von Masse oder Information zwischen zwei Orten verstanden.
Die Quantenteleportation dient der Vervielfachung der Distanz zwischen verschränkten Objekten mittels Quantenrepeatern, die wie Relaisstationen agieren. Die Teleportation reiht mehrere verschränkte Paare wie eine Kette aneinander. Die Repeater erfahren nichts über den Verschränkungszustand.
Die Quantenteleportation wurde in mehreren Laboren erfolgreich realisiert.

Die Quantenphysiker haben verschiedene Aspekte der Nichtlokalität bereits erfolgreich analysiert. Eine ganze Reihe von Fragen ist noch offen.

Gruß, Otto

⁽¹⁾
- Nicolas Gisin, Der unbegreifliche Zufall – Nichtlokalität, Teleportation und weitere Seltsamkeiten der Quantenphysik, 215 Seiten, Springer-Verlag 2014, französische Erstausgabe 2012Einsteins Relativitätstheorien macht die Physik ausdrücklich lokal.
- Michael Esfeld, Der Holismus der Quantenphysik: seine Bedeutung und seine Grenzen, Philosophia Naturalis 36 (1999), S. 157–185)

⁽²⁾ Hier sind der mathematische Raum und die mathematische Dimension gemeint.

Besonders die Nichtlokalität ist besonders beeindruckend für mich. Absolut lösgelöst von Raum.

Hallo Bealeate / Sandraope,

herzlich willkommen hier bei uns im Forum.

Ich bitte euch, mit Zitaten sparsamer umzugehen und bspw. nicht mehr ganze Beiträge zu zitieren, sondern immer nur das, worauf ihr euch speziell bezieht.

Ansonsten werden die Beiträge zu umfangreich und man blickt nicht mehr durch.

Siehe auch unsere Forenregel 8h.

Gruß, Claus.

Hallo Otto,

ich gehe mal davon aus, dass meine Frage hier ganz gut hinpasst. Sie betrifft die "spukhafte Fernwirkung", wie Einstein es genannt hat.

Sie tritt in Erscheinung, wenn gleichzeitig zwei Elektronen erzeugt werden und in zwei unterschiedlichen Apparaturen gemessen werden. Durch die erste Messung des Spin eines Teilchens wird automatisch die entgegengesetzte Ausrichtung des Spin des zweiten Teilchens festgelegt, egal wie weit die Elektronen von einander entfernt sind.
Diese "Fernwirkung" wird als Auflösung eines Überlagerungszustandes durch die Messung gedeutet.

Der Spin wird zur Veranschaulichung als Drehimpuls bezeichnet. In welche Raumrichtung (oder Raumzeitrichtung) soll ein solcher Drehimpuls zeigen ? Wenn man davon ausgeht, dass er periodisch ist, hat er keine Richtung oder alle möglichen Richtungen. Wenn ich diesen Drehimpuls durch Messung auf eine Richtung festlege, könnte eine zweite Messung automatisch/zwangsläufig eine Messung sein, die aus einer entgegengesetzten Position (180°) erfolgt.
Eine Rechtsdrehung (Uhrzeigersinn) ist, aus der entgegengesetzten Richtung betrachtet, eine Linksdrehung (Gegenuhrzeigersinn). Durch rechts/links Festlegung wird lediglich die Raumposition des Beobachters zu dem drehenden Objekt festgelegt.

Meine Frage also: Kann man aufgrund der Natur des Spin und und der Art der Messungen ausschließen, dass es sich nicht lediglich um den von mir beschriebenen Scheineffekt handelt ? Haben die beiden Elektronen nach Trennung möglicherweise weiterhin lediglich einen Drehimpuls, der keine konkrete Raumrichtung hat ?

MfG
Harti

Hallo Harti,
ich kenne mich in der Quantenphysik nicht gut aus.
Trotzdem will ich versuchen, Deine Fragen zu beantworten.

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2359-18:

In welche Raumrichtung (oder Raumzeitrichtung) soll ein solcher Drehimpuls zeigen ?

Das hängt allein von der willkürlichen Wahl des Koordinatensystems ab. Spin verstehe ich als Eigenschaft in einem rein mathematischen n-dimensionalen Raum, beschrieben als Axialvektor.
Spins werden dadurch charakterisiert, nach welcher Winkelveränderung der ursprüngliche Zustand wieder erreicht wird.

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2359-18:

Wenn man davon ausgeht, dass er periodisch ist, hat er keine Richtung oder alle möglichen Richtungen.

Ich weiß nicht, ob der Spin sich selbst periodisch ändern kann oder nur die Eigenschaft einer Welle ist.
Elektromagnetische Wellen haben zum Beispiel nur einen ganzzahligen Spin. Sollte sich dieser Spin wirklich wie eine Welle ändern?

Harti schrieb in Beitrag Nr. 2359-18:

Eine Rechtsdrehung (Uhrzeigersinn) ist, aus der entgegengesetzten Richtung betrachtet, eine Linksdrehung (Gegenuhrzeigersinn). Durch rechts/links Festlegung wird lediglich die Raumposition des Beobachters zu dem drehenden Objekt festgelegt.

Ich denke, dass der Spin nicht von der Position des Beobachters abhängt, sondern nur eine Eigenschaft eines Elektrons oder eines Protons oder von zirkular polarisierten Licht ist.

Gruß, Otto