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Photonen – Verschränkt/Nicht verschränkt

Thema erstellt von Otto 
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Beiträge: 1.051, Mitglied seit 8 Jahren
Moin, moin,
Vor kurzem habe ich einen Vortrag über verschränkte Photonen gehört, wo unter anderem erwähnt wurde, daß es sowohl verschränkte als auch nicht verschränkte Photonen gibt.
Ist das richtig?
Macht es denn einen physikalischen Sinn, zwischen verschränkten und nicht verschränkten Photonen zu unterscheiden?
Wie mißt/registriert man ein Photon, das nicht verschränkt ist.

Ich bin bisher davon ausgegangen, daß Photonen auf Grund des Impulserhaltungssatzes immer paarweise entstehen und daß deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander stehen - bekannt als Verschränkung der Photonen. Misst man die Polarisation des einen Photons, ist dadurch die Polarisation des anderen Photons festgelegt.
Verschränkte Photonen können auch durch parametrische Fluoreszenz in nichtlinear optischen Kristallen erzeugt werden. In diesem Fall wird im Kristall ein Photon mit hoher Energie in ein verschränktes Paar von Photonen (mit je 50% der ursprünglichen Energie) umgewandelt. Die Richtungen des erzeugten Photonenpaares sind miteinander und mit der Richtung des eingestrahlten Photons korreliert.

Was wäre das Merkmal eines unverschränkten Photons und wie wird es erzeugt?
Im Forum habe ich dazu leide nichts gefunden (nur Beitrag Nr. 1896-59 von Hilbert).

Anbei zwei interessante Veröffentlichungen zum Thema „Verschränkte Photonen“ (die aber meine obige Frage nicht beantworten):

Neue Züricher Zeitung – Verschränkung von Teilchen, die niemals koexistiert haben
Referenz zu Hagai Eisenberg: Phys, Rev. Lett. 110, 21043 (Nature Physics 8 480-485, 2012)
http://www.nzz.ch/wissen/wissenschaft/verschraenkun...

Innsbrucker Physiker haben erstmals drei verschränkte Photonen völlig unabhängig voneinander gemessen und damit erneut die Theorie der Quantenverschränkung bestätigt
http://futurezone.at/science/tiroler-physiker-messe...

Otto

edit okotombrok: hab den erwähnten Beitrag von "Hilbert" verlinkt. Es fehlte "Nr."
Beitrag zuletzt bearbeitet von Okotombrok am 26.03.2014 um 17:18 Uhr.
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Beiträge: 2.307, Mitglied seit 10 Jahren
Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-1:
Moin, moin,
Vor kurzem habe ich einen Vortrag über verschränkte Photonen gehört, wo unter anderem erwähnt wurde, daß es sowohl verschränkte als auch nicht verschränkte Photonen gibt.
Ist das richtig?
Macht es denn einen physikalischen Sinn, zwischen verschränkten und nicht verschränkten Photonen zu unterscheiden?
Wie mißt/registriert man ein Photon, das nicht verschränkt ist.

Ich bin bisher davon ausgegangen, daß Photonen auf Grund des Impulserhaltungssatzes immer paarweise entstehen und daß deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander stehen - bekannt als Verschränkung der Photonen. Misst man die Polarisation des einen Photons, ist dadurch die Polarisation des anderen Photons festgelegt.
Verschränkte Photonen können auch durch parametrische Fluoreszenz in nichtlinear optischen Kristallen erzeugt werden. In diesem Fall wird im Kristall ein Photon mit hoher Energie in ein verschränktes Paar von Photonen (mit je 50% der ursprünglichen Energie) umgewandelt. Die Richtungen des erzeugten Photonenpaares sind miteinander und mit der Richtung des eingestrahlten Photons korreliert.

Was wäre das Merkmal eines unverschränkten Photons und wie wird es erzeugt?
Im Forum habe ich dazu leide nichts gefunden (nur Beitrag 1896-59 von Hilbert).

Anbei zwei interessante Veröffentlichungen zum Thema „Verschränkte Photonen“ (die aber meine obige Frage nicht beantworten):

Neue Züricher Zeitung – Verschränkung von Teilchen, die niemals koexistiert haben
Referenz zu Hagai Eisenberg: Phys, Rev. Lett. 110, 21043 (Nature Physics 8 480-485, 2012)
http://www.nzz.ch/wissen/wissenschaft/verschraenkun...

Innsbrucker Physiker haben erstmals drei verschränkte Photonen völlig unabhängig voneinander gemessen und damit erneut die Theorie der Quantenverschränkung bestätigt
http://futurezone.at/science/tiroler-physiker-messe...

Otto

Otto,
erst mal nur kurz, denn du sprichst ein ziemlich komplexes Thema an: Der „Normalfall“ sind NICHT-verschränkte Photonen, um Verschränkung zu erreichen bedarf es einer bestimmten Versuchsanordnung, wie doch aus den Beiträgen, die du verlinkt hast, hervorgeht. Der „Normalfall“ sind Wechselwirkungen der Photonen mit Materie (Elektronen), es bedarf keiner zwei Photonen, um Energie und / oder Impuls zu erhalten.
Signatur:
Herr Oberlehrer

Die Wolken ziehen hin. Sie ziehen auch wieder her.
Der Mensch lebt einmal. Dann nicht mehr.

(Donald Duck)
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Beiträge: 3.381, Mitglied seit 15 Jahren
Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-1:
Ich bin bisher davon ausgegangen, daß Photonen auf Grund des Impulserhaltungssatzes immer paarweise entstehen und daß deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander stehen - bekannt als Verschränkung der Photonen.

Hallo Otto,

liege ich vielleicht damit richtig, dass du unbewusst alleinig von der Paarvernichtung ausgehst (wo z.B. bei Elektron und Positron im sehr seltenen Idealfall - da ja meist stark beschleunigt- zwei Photonen entstehen)?
Denke z.B. an die Erwärmung eines Stück Eisens, wo die Farbe immer heller wird, je heißer das Eisenstück wird. Da entstehen also jede Menge Photonen, ohne dass sie miteinander verschränkt wären.

Grüße
Signatur:
Diese Welt gibt es nur, weil es Regeln gibt.
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Beiträge: 1.051, Mitglied seit 8 Jahren
Hallo Henry und Stueps,
Henry schrieb in Beitrag Nr. 2138-2:
Der „Normalfall“ sind Wechselwirkungen der Photonen mit Materie (Elektronen), es bedarf keiner zwei Photonen, um Energie und / oder Impuls zu erhalten.
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-3:
Denke z.B. an die Erwärmung eines Stück Eisens, wo die Farbe immer heller wird, je heißer das Eisenstück wird. Da entstehen also jede Menge Photonen, ohne dass sie miteinander verschränkt wären.
Es geht mir um die Prozesse bei der Entstehung von Photonen.
Die Wechselwirkung der Photonen mit Materie ist im Moment (noch) nicht das Problem, auch deren paarweise mögliche Vernichtung. Diese Fragen (und noch viel mehr) ergeben sich erst dann, wenn die Entstehung von Photonen tatsächlich nur paarweise geschehen.
Warum sollten die Photonen bei der Erwärmung eines Stück Eisens nicht paarweise entstehen?
Wir können bei der Vielzahl der Photonen eine mögliche Paarung (vermutlich) nur nicht messen.

Ich weiß einfach zu wenig über die Theorien zur Entstehung von Photonen und kann dazu auch nichts finden.
Mir ist bekannt, daß Photonen auf verschiedene Arten erzeugt werden können, z.B. durch Übergänge von Elektronen zwischen verschiedenen Zuständen (Molekülorbitalen) oder bei der Annihilation, oder durch Fluktuationen in einem elektromagnetischen Feld.
Das sind aber nur Anlässe, bei denen Photonen entstehen. Sie beschreiben aber nicht, wie die Photonen entstehen.
Wir messen/registrieren immer nur Photonen, die aus einer Richtung kommen und vernachlässigen die entgegengesetzte Richtung.

Otto
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Beiträge: 2.307, Mitglied seit 10 Jahren
Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-4:
Hallo Henry und Stueps,
Henry schrieb in Beitrag Nr. 2138-2:
Der „Normalfall“ sind Wechselwirkungen der Photonen mit Materie (Elektronen), es bedarf keiner zwei Photonen, um Energie und / oder Impuls zu erhalten.
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-3:
Denke z.B. an die Erwärmung eines Stück Eisens, wo die Farbe immer heller wird, je heißer das Eisenstück wird. Da entstehen also jede Menge Photonen, ohne dass sie miteinander verschränkt wären.
Es geht mir um die Prozesse bei der Entstehung von Photonen.
Die Wechselwirkung der Photonen mit Materie ist im Moment (noch) nicht das Problem, auch deren paarweise mögliche Vernichtung. Diese Fragen (und noch viel mehr) ergeben sich erst dann, wenn die Entstehung von Photonen tatsächlich nur paarweise geschehen.
Warum sollten die Photonen bei der Erwärmung eines Stück Eisens nicht paarweise entstehen?
Wir können bei der Vielzahl der Photonen eine mögliche Paarung (vermutlich) nur nicht messen.

Ich weiß einfach zu wenig über die Theorien zur Entstehung von Photonen und kann dazu auch nichts finden.
Mir ist bekannt, daß Photonen auf verschiedene Arten erzeugt werden können, z.B. durch Übergänge von Elektronen zwischen verschiedenen Zuständen (Molekülorbitalen) oder bei der Annihilation, oder durch Fluktuationen in einem elektromagnetischen Feld.
Das sind aber nur Anlässe, bei denen Photonen entstehen. Sie beschreiben aber nicht, wie die Photonen entstehen.
Wir messen/registrieren immer nur Photonen, die aus einer Richtung kommen und vernachlässigen die entgegengesetzte Richtung.

Otto

Du wirst nicht finden, was du suchst, weil du die falschen Fragen stellst! Photonen sind die "Teilchen" der elektromagnetischen Wechselwirkung, sie vermitteln die Wirkung einer der vier Grundkräfte. Wenn ein Elektron auf ein niedrigeres Energieniveau "springt", emittiert es Energie, die wir als Photon messen - so "entsteht" (z. B.) ein Photon, und zwar EIN Photon, und es ist normal, dass EIN Photon "entsteht". Das, was du "nur Anlässe" nennst, IST es schon. Der Ausnahmefall ist z. B. der Zerfall virtueller Teilchen, also die Zerstrahlung von Materie in reine Energie - E=Mc Quadrat .
Signatur:
Herr Oberlehrer

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Beiträge: 1.051, Mitglied seit 8 Jahren
Henry schrieb in Beitrag Nr. 2138-5:
Wenn ein Elektron auf ein niedrigeres Energieniveau "springt", emittiert es Energie, die wir als Photon messen - so "entsteht" (z. B.) ein Photon, und zwar EIN Photon,
Ich nehme an, daß die Energiebilanz bezüglich Abstrahlung von nur einem Photon ausreichend verifiziert wurde.
Da Photonen das sind, woraus elektromagnetische Strahlungen bestehen, verstehe ich, daß die Strahlung in solchen Fällen nur eine fixierte Richtung hat (und nicht kugelförmig abgestrahlt wird).
Alle Photonen sind also nicht gleich, sondern können verschiedene Eigenschaften aufweisen:
Sie existieren sowohl als "Single", können "verheiratet" sein oder sind nach den neuesten Forschungsergebnissen auch bei einem "flotten Dreier" glücklich.
Es ist schon erstaunlich!

Danke für Eure Kommentare.
Otto
Zum "flotten Dreier" siehe auch
Nature Photonics vom 23.3.2014 - wie oben bereits erwähnt.
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Traue nie Deinen Sinnen.
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Okotombrok (Moderator)
Beiträge: 1.404, Mitglied seit 13 Jahren
Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-6:
Da Photonen das sind, woraus elektromagnetische Strahlungen bestehen, verstehe ich, daß die Strahlung in solchen Fällen nur eine fixierte Richtung hat (und nicht kugelförmig abgestrahlt wird).

Die Vorstellung, Licht bestünde aus Photonen wie Regen aus Wassertropfen, ist nicht nur irreführend, sondern falsch.
Das elektromagnetische Feld besteht nicht aus Photonen, Photonen sind das elektromagnetische Feld bzw. deren kleinste Einheit.
Wir sprechen von Photonen, wenn ein quantenmechanisches System, z.B. ein Atom, sein Energieniveau ändert. Dies geschieht nicht kontinuierlich, sondern in diskreten Einheiten und die nennen wir Photonen. Verliert ein Atom Energie (fällt eines seiner Elektronen auf ein niedrigeres Energiepotenzial) so reden wir von der Emission eines Photons; gewinnt es Energie, so reden wir von Absorption.
Beide Ereignisse korrelieren insofern, dass wenn ein quantenmechanisches System Energie verliert, ein Anderes Energie mit entsprechendem Betrag gewinnt (Energieerhaltung).
Was zwischen beiden Ereignissen, Absorption und Emission, passiert, können wir prinzipiell nicht wissen, weil prinzipiell nicht beobachtbar. So macht es auch keinen Sinn, darüber nachzudenken.
Ich glaube nicht daran, dass ein Photon „ausgesendet“ wird und zufällig auf irgendein Atom trifft oder aber sich in den Weiten des Universums verliert. Die Quantenmechanik ist keine Theorie von Körpern, die sich auf Bahnen durch den Raum bewegen, sondern von Systemzuständen und deren Änderungen.


Zitat:
Alle Photonen sind also nicht gleich, sondern können verschiedene Eigenschaften aufweisen:
Sie existieren sowohl als "Single", können "verheiratet" sein oder sind nach den neuesten Forschungsergebnissen auch bei einem "flotten Dreier" glücklich.
Es ist schon erstaunlich!

Photonen, wie alle „Elementarteilchen“, besitzen keine Individualität. Sie dienen letztlich dazu, Messergebnisse zu formulieren, denn diese lassen sich nur klassisch ausdrücken (Korrespondenzprinzip).
Es gilt nach wie vor was Niels Bohr uns vor 100 Jahren gelehrt hat: Komplementarität (Existenz sich gegenseitig im klassischen Sinne ausschließender Eigenschaften, Welle/Teilchen) ist ein Naturprinzip. Messergebnisse, auch quantenmechanische, können nur mit den Begriffen der klassischen Mechanik beschrieben werden. (Korrespondenzprinzip)

mfg okotombrok
Signatur:
"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
Beitrag zuletzt bearbeitet von Okotombrok am 28.03.2014 um 12:42 Uhr.
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Beiträge: 1.503, Mitglied seit 14 Jahren
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-7:
Das elektromagnetische Feld besteht nicht aus Photonen, Photonen sind das elektromagnetische Feld bzw. deren kleinste Einheit.
Na ja, Okotombrok, dein zweiter Satz widersprich dem ersten.

Ich würde sagen, dass die Beziehung Photonen - e/m Feld ist ähnlich dem Wasser - Wasserwellen. E/m Feld ist das Medium, durch das die Photonen sich manifestieren. Dennoch ist Photon keine Einheit von dem e/Feld wie auch Wasserwelle ist keine Einheit von dem Wasser. Es ist eine Manifestation der Störung des entsprechenden Mediums.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Irena am 28.03.2014 um 13:48 Uhr.
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Beiträge: 1.051, Mitglied seit 8 Jahren
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-7:
Die Vorstellung, Licht bestünde aus Photonen wie Regen aus Wassertropfen, ist nicht nur irreführend, sondern falsch.
Das elektromagnetische Feld besteht nicht aus Photonen, Photonen sind das elektromagnetische Feld bzw. deren kleinste Einheit.
Ja, ich neige oft zu mechanischen Vorstellungen, um mir physikalische Erscheinungen zu erklären. Ich denke zum Beispiel durchaus an einen Tropfen ein mit einem Medium gefülltes Rohr, das auf einer Seite mit einem Druckstoß beaufschlagt wird, wenn davon gesprochen wird, daß ein Photon in eine Glasfaserkabel eingespeist wird. Ich denke dabei nicht an die Manifestation einer Störung eines Mediums.
Ich vergesse immer wieder, daß ein Quantenzustand nicht als reales physikalisches Objekt betrachtet werden darf.

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-7:
Photonen, wie alle „Elementarteilchen“, besitzen keine Individualität.
Das dachte ich bisher auch. Aber verschränkte Zustände beschreiben individuelle Eigenschaften von zwei oder mehr Photonen und besitzen deshalb eine Individualität.
Diese verschränkten Photonenpaare sind nicht-lokal und unterscheiden sich durch ihre Polarisation (philosophisch: konträrer Widerspruch).
Ich nehme an, daß unverschränkte Photonen diese Eigenschaften nicht haben. Aber das ist nur eine Annahme auf Grund unserer bisherigen Erfahrungen und Kenntnisse.
Übrigens, verschränkte Photonen können natürlichen Ursprungs sein (Photosynthese) oder experimentell erzeugt werden. Siehe Wikipedia - Quantenverschränkung .

Das ist schon eine interessante Welt der verschränkten Photonen, die keine Entfernungen kennt (aber Dimensionen infolge der Polarisation) und auch keine Zeit (besser gesagt "azeitlich" ist).
Otto schrieb in Beitrag Nr. 2044-1:
Definition der "Azeitlichkeit":
Zitat aus dem Buch von Julius T. Fraser "Die Zeit: vertraut und fremd":
"Die Welt der elektromagnetischen Strahlung heißt Azeitlichkeit. Azeitliche Bedingungen bedeuten kein Nichts, sondern vielmehr, daß die Eigenzeit der Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, Null ist. Azeitlichkeit beschreibt einen Energiezustand, auf das keiner unserer gewöhnlichen mit dem Zeitbegriff in Zusammenhang gebrachte Begriffe anwendbar ist."

Wie erscheint unsere Welt, die wir in unserem Bewusstsein spiegeln, aus der Welt verschränkter Photonen?

MfG Otto
Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 02.04.2014 um 18:13 Uhr.
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Beiträge: 1.128, Mitglied seit 10 Jahren
Irena schrieb in Beitrag Nr. 2138-8:
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-7:
Das elektromagnetische Feld besteht nicht aus Photonen, Photonen sind das elektromagnetische Feld bzw. deren kleinste Einheit.
Na ja, Okotombrok, dein zweiter Satz widersprich dem ersten.

Ich würde sagen, dass die Beziehung Photonen - e/m Feld ist ähnlich dem Wasser - Wasserwellen. E/m Feld ist das Medium, durch das die Photonen sich manifestieren. Dennoch ist Photon keine Einheit von dem e/Feld wie auch Wasserwelle ist keine Einheit von dem Wasser. Es ist eine Manifestation der Störung des entsprechenden Mediums.
Ich habe den Vedacht dass Irena die beste Erklärung lieferte.
Die Wellenfunktion ist nur transport des Impulses!
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1=(h/s³)*(h/t) und 1/cc>0
Beitrag zuletzt bearbeitet von Wrentzsch am 30.03.2014 um 23:34 Uhr.
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Hallo Otto,

deine Fragen erinnern mich an Fragen, die ich mir auch stelle.
Zur Individualität von Elementarteilchen:

Ich denke, Elemetarteilchen sind vielleicht nicht elementar. Nicht in dem Sinne, dass sie sich vielleicht noch weiter "zerlegen" lassen, oder eben nicht.
Meine Vermutung ist, dass nur die Eigenschaften, über die sich Elementarteilchen im Grunde vollständig charakterisieren lassen, die wahren Elemente unserer Welt sind:

Spin, elektrische Ladung, Parität, magnetische Quantenzahl, Masse und so weiter.

Aus diesen elementaren Eigenschaften lassen sich dann alle bekannten und unbekannten Teilchen "zusammenbauen".
Es besteht vielleicht eine entfernte Ähnlichkeit zu den Primzahlen, die wahrscheinlich die wahren mathematischen Elemente sind, über Multiplikation in Wechselwirkung treten, und so alle zusammengesetzten Zahlen aufbauen.

Gehört alles nicht direkt zum Thema, könnte aber vielleicht in deinen Überlegungen helfen.

Beste Grüße
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Diese Welt gibt es nur, weil es Regeln gibt.
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Beiträge: 1.128, Mitglied seit 10 Jahren
Wenn der Raum aus einem nicht näher erklärtem Medium bestehtt,und Photonen ihn beeinflussen ist eine Verschränkung unvermeidbar, wenn alles einfluss auf einander nimmt.
Welche Ort im Raum Synchron sind, das kann keiner sagen.
Signatur:
1=(h/s³)*(h/t) und 1/cc>0
Beitrag zuletzt bearbeitet von Wrentzsch am 01.04.2014 um 10:49 Uhr.
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Beiträge: 1.051, Mitglied seit 8 Jahren
Wrentzsch schrieb in Beitrag Nr. 2138-10:
Ich habe den Vedacht dass Irena die beste Erklärung lieferte.
Die Wellenfunktion ist nur transport des Impulses!
Es gibt elegante Herleitungen in der Mathematik. Es gibt auch schöne Erklärungen wie die von Irena - kurz und präzise.

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-11:
Ich denke, Elemetarteilchen sind vielleicht nicht elementar. Nicht in dem Sinne, dass sie sich vielleicht noch weiter "zerlegen" lassen, oder eben nicht.
Meine Vermutung ist, dass nur die Eigenschaften, über die sich Elementarteilchen im Grunde vollständig charakterisieren lassen, die wahren Elemente unserer Welt sind:
Spin, elektrische Ladung, Parität, magnetische Quantenzahl, Masse und so weiter.
Ja, das ist auch mein Verständnis.
Die Polarisation ist eine Eigenschaft der Photonen und hat nichts mit einer Dimension zu tun, wie wir sie kennen. Verschränkte Photonen haben verschiedene Polarisationen, aber das heißt jedoch nicht, daß die Polarisation der Photonen räumlich senkrecht zueinander stehen.
Ich nehme aber an, daß die unterschiedlichen Polarstationen plus Ausbreitungsrichtung des Lichtes zusammen die Ursachen einer Drei-Dimensionalität sein könnten, wie wir sie erleben.

Noch einen anderen Gedanken:
Wenn verschränkte Photonen keine Entfernungen kennen, also in einem "Punkt" existieren und außerdem "azeitlich" sind, dann erinnert mich das stark an einem Zustand wie man ihn vor dem Urknall annimmt.
Existieren Zustände vor und nach dem Urknall gleichzeitig - gekennzeichnet durch verschränkte und unverschränkte Photonen?

Stueps, das Verhältnis verschränkter und unverschränkter Photonen wäre natürlich interessant.
Wenn man spekuliert, könnte sich die Aufteilung wie bei den natürlichen Zahlen verhalten.
Zahlen, die sich aus Paaren zusammensetzen (Multiplikation, außer mit 1) und den Primzahlen (Singles).
Otto
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Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-13:
Verschränkte Photonen haben verschiedene Polarisationen, aber das heißt jedoch nicht, daß die Polarisation der Photonen räumlich senkrecht zueinander stehen.

wie meinst du das? Wenn ich es richtig verstanden habe, ist es eben doch genau so.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-13:
Ich nehme aber an, daß die unterschiedlichen Polarstationen plus Ausbreitungsrichtung des Lichtes zusammen die Ursachen einer Drei-Dimensionalität sein könnten, wie wir sie erleben.

Das ist auch ein Gedanke, den ich leider nicht verstehe.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-13:
Wenn verschränkte Photonen keine Entfernungen kennen, also in einem "Punkt" existieren und außerdem "azeitlich" sind, dann erinnert mich das stark an einem Zustand wie man ihn vor dem Urknall annimmt.

Das ist kniffelig. Nach einer heutigen gängigen Theorie machte ein Feld einen Phasenübergang durch, den wir als Urknall bezeichnen.
Ein Bildnis zum Phasenübergang, bitte nicht mit dem Urknall vergleichen:

Stark unterkühltes Wasser wird ein kleines bissel in seiner Ruhe gestört, so dass es sehr plötzlich extrem schnell komplett durchfriert.

Ich denke nicht, dass man verschränkte Photonen mit dem Beginn des Universums vergleichen kann.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-13:
Existieren Zustände vor und nach dem Urknall gleichzeitig - gekennzeichnet durch verschränkte und unverschränkte Photonen?

Das glaube ich nicht. Das eine hat m.E. nur sehr mittelbar mit dem anderen zu tun. Die Naturgesetze wurden Anfangs festgelegt, diese erlauben Photonen und deren mögliche Verschränkung. Bitte auch immer Beitrag Nr. 2138-7 im Auge behalten!

Beste Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 03.04.2014 um 11:58 Uhr.
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-14:
Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-13:
Verschränkte Photonen haben verschiedene Polarisationen, aber das heißt jedoch nicht, daß die Polarisation der Photonen räumlich senkrecht zueinander stehen.

wie meinst du das? Wenn ich es richtig verstanden habe, ist es eben doch genau so.
Carl Friedrich von Weizsäcker betrachtet in seinem Buch "Zeit und Wissen" die Quantentheorie philosophisch und die Ereignisse als Zustand eines Objekts,
  • die einer bedingten Wahrscheinlichkeit unterliegen (d.h. "Seien x und y zwei formale mögliche Zustände. p(x,y) heiße die Wahrscheinlichkeit, bei einer Messung y zu finden, wenn vorher x vorliegt.")
  • die zusammen gehören (d.h. "zwei Zustände x und y sollen zusammengehörig heißen, wenn ihre bedingten Wahrscheinlichkeiten p(x,y) und p(y,x) naturgesetzlich festgelegt sind.")
  • oder trennbar sind (d.h. "zwei Zustände sind trennbar, wenn sie nicht zusammengehörig sind. ..."
Ich betrachte verschränkte Photonen als naturgesetzlich zusammen gehörig und nicht verschränkte Photonen als trennbar.
Zusammengehörig sind binäre Alternativen wie zum Beispiel Spin oder lineare Polarisation.
Quantenmechanisch bzw.philosophisch betrachtet sind das Zustände.
Wir messen zwei alternative Polarisationen in unserem dreidimensionalen Raum (wie wir ihn in unserem Bewußtsein erfahren) und ordnen ihnen Richtungen im Raum zu, die senkrecht zueinander stehen.
Das heiß, wir erleben die binäre Alternative als Richtung im Raum. Aber das ist nur das, wie unser Gehirn die Umwelt abbildet.

Raum (Dimensionen) und Zeit werden bei allen neurologischen Untersuchungen als gegeben vorausgesetzt. Ist das richtig?
(Ich zweifle nicht an, ob Raum und Zeit tatsächlich existieren! Wir interpretieren sie vermutlich nur nicht richtig.)
Zum Thema Zeit nur ganz kurz:
Bei der Beantwortung dieser Frage ist es wichtig, zwei verschiedene erlebte Arten von Folgewahrnehmung zu unterscheiden:
- Bewegungswahrnehmungen:
Ereignisse abhängig vom Ort und der Distanz, wie Geschwindigkeitswerte, Beschleunigungen, Richtungen von Geschwindigkeit und Beschleunigung, usw. - alles physikalisch Merkmale, die üblicherweise mathematisch durch Vektoren beschrieben werden.
- Geschehenswahrnehmungen:
Zustandsveränderungen, Ereignisse unabhängig vom Ort, unabhängig von Dimensionen und Distanzen.

Die Folgewahrnehmung ist keine angeborene Fähigkeit, sondern wird erst erworben.
Es gibt keine spezielle Hirnregion für zeitliche Folgewahrnehmungen bzw. für das "Zeitgefühl", das heißt, es gibt keine primitive Intuition für Folgewahrnehmungen bzw. der Gleichzeitigkeit.
Dabei ist die Gleichzeitigkeit als ein Sonderfall des zeitlichen Nacheinanders zu betrachten. Unter einer Folgewahrnehmung ist die wahrgenommene zeitliche Ordnung diskreter Ereignisse oder Bewegungsabschnitte zu verstehen.
Wir haben keinen Sensor (Sinnesorgan) für Zeit. Zeit "erleben" wir nur im Gehirn infolge seiner Speicherfähigkeit.
Wenn das Wahrnehmen von Zeitfolgen an das Bewußtsein gekoppelt ist, dann könnte theoretisch die Zeit auch nur in unserem Bewußtsein existieren, also nicht objektiv und damit außerhalb des Bewußtseins, denn das Hirn produziert selbsttätig ein Bewußtsein seiner selbst.
Das Bewußtsein des Hirns leugnet unbewußte Einflüsse während des Denkens.
Ist deshalb die Zeit nur ein Gefühl?

Dimensionen erleben wir in erster Linie durch Registrierung von Beschleunigungen und optische Wahrnehmungen.
Der Mensch kann mit seinen Gleichgewichtsorganen Beschleunigungen wahrnehmen, das heißt translatorische Ortsveränderungen und Drehungen (bei unveränderter Position), sowie die Anziehungskraft der Erde. Dabei werden Beschleunigungskräfte und die Anziehungskraft durch Gravitation über verschiedene Sensoren registriert, aber nicht die Zeit. Auch Geschwindigkeiten werden nur durch veränderte Abbildungen der Umwelt auf der Netzhaut registriert, ohne daß dabei die Zeit unmittelbar im Gehirn eine Rolle spielt.

Wie bereits erwähnt, ermöglichen die Anordnung und die Zahl der Sensoren für Beschleunigungen das Erleben von drei linearen Ausdehnungen plus drei Rotationsrichtungen, also sechs Freiheitsgraden.
Eine lineare Beschleunigung in eine beliebige "eindimensionale" Richtung wird von den Sensoren automatisch in drei Komponenten zerlegt und an das Gehirn zur Auswertung weitergeleitet. Dies gilt ebenso für einen Drehimpuls, der in drei Komponenten zerlegt wird.
Die Richtung der Kräfte, üblicherweise beschrieben durch positive und negative Werte, wird durch den asymmetrischen Aufbau unserer (polarisierten !!!!) Sinneszellen registriert.

Der anatomische Aufbau und die Zahl dieser Sinnesorgane bestimmen das Erfassen und Erleben unserer Umwelt (und von uns selbst) in einer 3-Dimensionalität. Im physikalischen Sinne ist jedoch ein beliebige n-Dimensionalität ohne weiteres möglich.
Wir haben sogenannte Bogengänge zur Registrierung von Drehbeschleunigungen in drei Rotationsachsen und Organe zur Registrierung von translatorischen Beschleunigungen (Sacculus und Utriculus). Diese "Beschleunigungsmeßgeräte" sind paarig im Kopf rechts und links angeordnet.
Jeder Bogengang ist koplanar und die drei Bogengänge sind zueinander im rechten Winkel angeordnet.

Zu erwähnen ist insbesondere unsere Sensibilität für Tiefe (als Dimension). Sie ist eine grundlegende Bedingung für das Verständnis von Dimensionen und macht eine bewußte Orientierung erst möglich.
Technisch interessant ist, daß die Auswertung von Signalen, der im Kopf paarig angeordneten Bogengänge, nach dem effektiven Prinzip der Frequenzmodulation erfolgt.

Das zur Erläuterung Deiner ersten aufgeworfenen Frage - leider etwas lang geratenen.
Deine anderen Fragen werde ich separat später beantworten, um die Übersichtlichkeit nicht noch mehr zu gefährden.

Otto
Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 04.04.2014 um 04:27 Uhr.
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Hallo alle miteinander,
Irena schrieb in Beitrag Nr. 2138-8:
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-7:
Das elektromagnetische Feld besteht nicht aus Photonen, Photonen sind das elektromagnetische Feld bzw. deren kleinste Einheit.
Na ja, Okotombrok, dein zweiter Satz widersprich dem ersten.

Ich würde sagen, dass die Beziehung Photonen - e/m Feld ist ähnlich dem Wasser - Wasserwellen. E/m Feld ist das Medium, durch das die Photonen sich manifestieren. Dennoch ist Photon keine Einheit von dem e/Feld wie auch Wasserwelle ist keine Einheit von dem Wasser. Es ist eine Manifestation der Störung des entsprechenden Mediums.
Wenn das tatsächlich so ist, wäre im Vakuum ein Substrat erforderlich, welches atomistische Eigenschaften besitzt, wie auch das Wasser.
In anderen Foren (Quanten.de und ALLTOPIC) und in news:de.sci.physik habe ich gerade gezeigt, dass die Feinstrukturkonstante rein mathematisch hergeleitet werden kann. Beispielsweise ergibt sich der exakte Wert mit Mathcad folgendermaßen:

Mit einer Erklärung der Erzeugung der Feinstrukturkonstante besitzen wir einen Schlüssel für das Verständnis der Struktur des Vakuums. Dazu besteht noch ein großer Forschungsbedarf.
Lothar W.
Signatur:
http://struktron.de
Erklären kleine diskrete Objekte die Grundlagen der Standardphysik?
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Okotombrok (Moderator)
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Hallo Otto,

ich kann jetzt nicht auf Einzelheiten deines umfangreichen und sicherlich interessanten Beitrags eingehen, vielleicht später.
Aber ein Tipp zu Carl Friedrich von Weizsäcker:
Ich habe einiges von ihm mit Leidenschaft gelesen und sogar etwas verstanden, bei Weiten nicht alles. (Er schreibt nicht gerade für's gewöhnliche Volk, zu dem ich mich zähle). Es ist aber ratsam, zunächst ein Physikbuch oder/und auch populärwissenschaftliche Literatur zur hand zu nehmen, um sich dem Thema zu nähern.

Zu verschränkten Photonen:
Verschränkte Photonen sind als ein System anzusehen wie zwei Seiten einer Münze, nur mit dem Unterschied, dass beide Seiten nicht räumlich gebunden sind. Vorstellen kann sich das niemand, aber Beobachtungen/Experimente lassen nach heutigem Kenntnisstand keinen anderen Schluss zu.
Erzeugt wird eine Verschränkung übrigens an einem Kristall mit nur einem Photon. Die verschränkten Photonen besitzen zusammen dann auch nur die Energie des ursprünglichen Photons.

mfg okotombrok
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"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
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Hall Stueps,

... Verschränkte Photonen haben verschiedene Polarisationen, aber das heißt jedoch nicht, daß die Polarisation der Photonen räumlich senkrecht zueinander stehen.
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-14:
wie meinst du das? Wenn ich es richtig verstanden habe, ist es eben doch genau so.
In unserer 3-dimensionalen Welt stellen wir durch Messungen fest, daß die Polarisationen der verschränkten Photonen senkrecht zueinander sind.
Das ist die Welt, wie wir sie erleben. Warum wir sie so erleben und was sich möglicherweise dahinter verbirgt, ist nicht klar. Einige Gedanken dazu in meinem Beitrag Nr. 2138-15 oben.
Vorstellbar wäre auch ein Koordinatensystem, in dem die Richtungen nicht 90° zueinander sind, sondern einen beliebigen Winkel einschließen.

... Ich nehme aber an, daß die unterschiedlichen Polarstationen plus Ausbreitungsrichtung des Lichtes zusammen die Ursachen einer Drei-Dimensionalität sein könnten, wie wir sie erleben.
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-14:
Das ist auch ein Gedanke, den ich leider nicht verstehe.
Die beiden Polarisationsrichtungen bilden eine Ebene. Die Ausbreitungsrichtung der Photonen ist senkrecht zu dieser Ebene. In der Summe ergibt das drei Dimensionen, die alle zueinander senkrecht stehen.

Hallo Okotombrok,
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-17:
Aber ein Tipp zu Carl Friedrich von Weizsäcker:
Ich habe einiges von ihm mit Leidenschaft gelesen und sogar etwas verstanden, bei Weiten nicht alles. (Er schreibt nicht gerade für's gewöhnliche Volk, zu dem ich mich zähle). Es ist aber ratsam, zunächst ein Physikbuch oder/und auch populärwissenschaftliche Literatur zur hand zu nehmen, um sich dem Thema zu nähern.
Ich lese die Publikationen in der Reihenfolge, wie sie mir empfohlen werden. Das ist nicht gerade systematisch und laufend stelle ich natürlich Lücken meines Wissens fest. Das Manus-Zeitforum ist für mich eine große Hilfe bei dem Versuch, diese Lücken zu schließen.
Carl Friedrich von Weizsäckers Buch "Zeit und Wissen" (ISBN 3-446-16367) ist nicht nur umfangreich, sondern auch nicht gerade leicht zu verstehen. Es gibt viele langweilige Wiederholungen, verursacht durch die Verschmelzung mehrerer Bücher. Von den ca. 1200 Seiten habe ich nur die Hälfte gelesen, aber bei weitem nicht alles verstanden.
Es sind jedoch sehr beeindruckende und prägnante Zusammenfassungen seiner Gedanken dabei.

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2138-17:
Verschränkte Photonen sind als ein System anzusehen wie zwei Seiten einer Münze, nur mit dem Unterschied, dass beide Seiten nicht räumlich gebunden sind. Vorstellen kann sich das niemand, aber Beobachtungen/Experimente lassen nach heutigem Kenntnisstand keinen anderen Schluss zu.
Erzeugt wird eine Verschränkung übrigens an einem Kristall mit nur einem Photon. Die verschränkten Photonen besitzen zusammen dann auch nur die Energie des ursprünglichen Photons.
Richtig, aber jedes der beiden verschränkten Photonen wird als separates Photon gemessen.

MfG
Otto
Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 04.04.2014 um 15:28 Uhr.
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Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-18:
Verschränkte Photonen haben verschiedene Polarisationen, aber das heißt jedoch nicht, daß die Polarisation der Photonen räumlich senkrecht zueinander stehen.

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-18:
In unserer 3-dimensionalen Welt stellen wir durch Messungen fest, daß die Polarisationen der verschränkten Photonen senkrecht zueinander sind.

?

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2138-18:
Vorstellbar wäre auch ein Koordinatensystem, in dem die Richtungen nicht 90° zueinander sind, sondern einen beliebigen Winkel einschließen.

Ja. Dies wäre aber doch eine von uns willkürlich festgelegte Relation, oder? Und auch in einem solchen System müssten die Winkel dann so eingetragen werden, dass sie der Wirklichkeit entsprechen. Anders gesagt: Einem verschränkten Paar dürfte es nicht interessieren, in welchem Koordinatensystem wir die Winkel verzerren, oder?

Leider kann ich deinen Gedanken immer noch nicht folgen, deshalb kann ich für mich nicht beurteilen, ob sie etwas taugen oder nicht. Ich halte Verschränkung sowieso für eines der schwierigsten Themen überhaupt. Ich werde mich leider wieder aus dieser Diskussion heraushalten müssen, bis ich ein besseres Verständnis für dieses Thema und deine Gedanken habe.

Beste Grüße
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Hallo Stueps
Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-19:
In unserer 3-dimensionalen Welt stellen wir durch Messungen fest, daß die Polarisationen der verschränkten Photonen senkrecht zueinander sind.
?
Zur experimentell ermittelten Ausrichtung der Polarisationen von Photonen habe ich mal von Claus einen Hinweis erhalten:
Physics 77 - Experiment 14
Dieses Experiment macht keine Aussagen zu verschränkten oder unverschränkten Photonen, aber zu deren rechtwinkliger Ausrichtung.

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2138-19:
Ja. Dies wäre aber doch eine von uns willkürlich festgelegte Relation, oder? Und auch in einem solchen System müssten die Winkel dann so eingetragen werden, dass sie der Wirklichkeit entsprechen. Anders gesagt: Einem verschränkten Paar dürfte es nicht interessieren, in welchem Koordinatensystem wir die Winkel verzerren, oder?
Richtig. Man kann die Lage jedes Punktes auch in einem Koordinatensystem beschreiben, das nicht kartesisch ist.
Ich habe es nur deshalb erwähnt, weil ich mich an eine Diskussion mit Claus erinnere, der sich mit dem Kippen der Zeitrichtung befasste (graphisch dargestellte Eigenzeitvektoren eines ruhenden Objekts - Eigenzeit des mit Lichtgeschwindigkeit bewegten Objekts - Eigenzeitvektor des mit prozentualen Anteils der Lichtgeschwindigkeit bewegten Objekts).
Aber das war nur so eine Idee. Ignoriere es einfach.

Danke für Deine Kommentare!
Otto
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