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Anubis2707 06.02.2013 23:40

Das "Delayed Choice Quantum Eraser" Experiment
 
Eine interessante Variante des Doppelspaltexperiments.
Das Experiment wird auch auf Wikipedia vorgestellt: Link

Hier der Versuchsaufbau graphisch dargestellt:

http://www.matrixwissen.de/images/st...ent/01103a.jpg

Und hier der Versuchsaufbau auf Deutsch erklärt. Der Text stammt von der Seite "Matrixwissen.de"
Ich hoffe, dass ich jetzt nicht gegen Urheberrechte oder Forenregeln verstoße.

Zitat:

Hinter dem Doppelspalt befindet sich ein Beta-Bariumborat Kristall, der die Eigenschaft hat, aus einem einzelnen Photon, das auf ihn trifft, zwei miteinander verschränkte identische Photonen mit der halben Frequenz des Urspungsphotons zu erzeugen. Warum man das Photon in zwei identische miteinander verschränkte Photonen aufspalten muss, wird in kürze klar werden. Die gelbe Linse hat die Aufgabe, Photonen, die durch den oberen Spalt geflogen sind und sich somit auf dem roten Pfad befinden und Photonen, die durch den unteren Spalt geflogen sind und sich somit auf dem türkisen Pfad befinden, so abzulenken, dass sie beide auf den Sensor D0 hier oben treffen. Ziel dieser Anordnung ist es, am Sensor D0 messen zu können, ob sich ein einzelner Streifen oder ein Interferenzmuster ergibt, ohne unterscheiden zu können durch welchen der beiden Spalte die Photonen geflogen sind, die das Muster bilden. Informationen über beide Spalte sollen gezielt nicht erfasst werden, indem nur ein Sensor verwendet wird, der beide Signale erfasst, ohne sie unterscheiden zu können.

Betrachten wir also zunächst den roten Pfad. Ein Photon fliegt durch den rot markierten Spalt und es wird am Beta-Barium-Borat-Kristall aufgespalten. Ein Teil fliegt Richtung gelber Linse, der andere Teil wird über ein Prisma nach unten abgelenkt, trifft auf ein weiteres Prisma und schließlich auf einen grünen halbdurchlässigen Spiegel. Alle drei dieser grünen Spiegel haben die Eigenschaft, dass sie Licht, das auf sie trifft, in 50% aller Fälle einfach komplett durchlassen und in 50% der Fälle wird das Licht am Spiegel komplett reflektiert und umgelenkt. Die Auswahl des Pfads an diesen Spiegeln ist also ein 50/50 Zufallsprozess. Durchschnittlich wird also jedes zweite Photon nach oben abgelenkt und trifft auf Sensor D4. Im anderen Fall, fliegt das Photon direkt durch den Spiegel, wird an diesem grauen normalen Spiegel komplett reflektiert und trifft auf einen zweiten grünen Spiegel.

Die Darstellung dieses zweiten grünen Spiegels in der vorliegenden Grafik leider nicht ganz korrekt man muss sich den Spiegel leicht gedreht vorstellen, damit der Reflektionswinkel stimmmt. Im ersten Fall wird das Photon nicht abgelenkt, fliegt direkt durch den Spiegel und trifft auf Sensor D1. Im zweiten Fall wird es reflektiert und trifft auf Sensor D2.

Betrachten wir nun kurz den türkisen Pfad von Photonen die durch den unteren Spalt geflogen sind. Auch sie werden aufgespalten und durch die Prismen abgelenkt. Am ersten grünen Spiegel wird wieder jedes zweite Photon reflektiert und trifft deshalb auf Sensor D3. Im zweiten Fall fliegt das Photon einfach durch den grünen Spiegel, wird am grauen Spiegel reflektiert und trifft auf den zweiten grünen Spiegel, den Sie sich wieder leicht gedreht vorstellen müssen. 50% der Photonen fliegen gerade durch den Spiegel und treffen auf Sensor D2, die anderen 50% werden am Spiegel reflektiert und treffen auf Sensor D1.

Photonen, die durch den oberen Spalt geflogen sind und sich somit auf dem roten Pfad befinden, können nur die Sensoren D1, D2 und D4 erreichen können, allerdings nicht Sensor D3. Auf welchen der drei möglichen Sensoren ein Photon trifft, hängt von den Zufallsprozessen an den grünen Spiegeln ab, aber bei einem dieser drei Sensoren muss das Photon zwangsläufig landen. Analog gilt für den türkisen Pfad, dass Photonen, die durch den unteren Spalt geflogen sind, nur in den Sensoren D1, D2 oder D3 landen können, niemals jedoch im Sensor D4. Dadurch sollte klar sein, dass ein vom Sensor D4 erfasstes Photon, zwangsläufig durch den oberen Spalt geflogen sein muss, weil es für Photonen, die durch den unteren Spalt geflogen sind, keine Möglichkeit Sensor D4 zu erreichen. Analog gilt deshalb für Photonen, die vom Sensor D3 erfasst werden, dass diese Photonen zwangsläufig durch den unteren Spalt geflogen sein müssen. Für Photonen, die in den Sensoren D1 und D2 landen, lässt sich nicht feststellen, durch welchen der beiden Spalte sie ursprünglich geflogen sind, denn zu diesen beiden Sensoren führt sowohl ein roter als auch ein türkiser Pfad.

Nun haben Sie den Aufbau des Experiments fast verstanden. Ein wesentlicher Aspekt fehlt jedoch noch, nämlich die Funktion von Sensor D0 am oberen Rand und der Grund warum man das Photon mittels des Beta-Barium-Borat Kristalls in zwei identische Teile aufspalten muss.

Die Sensoren D1 bis D4 sind identische Sensoren, sie können messen, ob ein Photon auf den Sensor getroffen ist, dabei zeichnen sie jedoch kein Bild auf sondern liefern nur die Information, dass ein Photon gemessen wurde. Sensor D0 hingegen funktioniert ähnlich wie eine Kamera, er zeichnet also die genaue Position auf, wo das Photon auf den Schirm getroffen ist.

Der letzte Aspekt, den Sie noch verstehen müssen, bevor es zu den Ergebnissen des Experiments geht, besteht in den Laufzeiten der einzelnen Pfade : Licht bewegt sich bekanntlich mit Lichtgeschwindigkeit, deshalb gilt, dass umso kürzer der Pfad, umso schneller erreicht das Photon den Sensor. Die Pfadlängen in diesem Experiment sind so ausgelegt, dass das nach oben Richtung gelber Linse abgelenkte Photon stehts zu erst auf Sensor D0 trifft, bevor das Partnerteilchen überhaupt auf den ersten grünen Spiegel geschweige denn die Sensoren D1 bis D4 treffen kann. Somit erfolgt das Ergebnis der Messung beim Sensor D0 immer zuerst und dann mit leichter Verzögerung erreicht das Partnerphoton einen der Sensoren D1 bis D4.

Der Coincidence Counter am rechten Rand übernimmt die Auswertung der Ergebnisse der Messdaten. Er stellt quasi die Verbindung zwischen dem Ergebnis von Sensor D0 mit den Ergebnissen der anderen 4 Sensoren her. Er kann somit jeden einzelnen Lichtpunkt, der von einem Photon auf dem Sensor D0 erzeugt wurde, zu einem der vier Sensoren D1 bis D4 zuordnen bei dem das zugehörige Partnerphoton gelandet ist. Somit wird es möglich, die Daten von Sensor D0 in 4 Einzelbilder aufzuspalten, die jeweils einem der Sensoren D1 bis D4 zugeordnet werden können.

Das folgende Bild zeigt die Rohdaten von Sensor D0 links oben. Diese Rohdaten weisen nur ein breites helles Band in der Mitte des Schirms auf und liefern in diesem Rohzustand keine verwertbaren Aussagen über das Experiment. Erst wenn man jedes einzelne Photon, das von Sensor D0 gemessen wurde, dem jeweiligen Sensor D1 bis D4 zuordnet, wo das Partnerphoton gemessen wurde, wird plötzlich ein Muster sichtbar :

http://www.matrixwissen.de/images/st...ent/01104b.jpg

Wenn man sich die aufgespaltenen Sensordaten in der rechten Spalte anschaut, fällt auf, dass die den Sensoren D1 bzw. D2 zugeordneten Messdaten ein Interferenzmuster aufweisen, während die den Sensoren D3 bzw. D4 zugeordneten Messdaten kein Interferenzmuster aufweisen.

Für Photonen, welche auf die Sensoren D1 oder D2 getroffen sind, ist es unmöglich festzustellen, durch welchen Spalt sie geflogen sind, denn diese Information wurde durch die Zufallsprozesse an den grünen Spiegeln quasi "gelöscht". Das verschränkte Partnerphoton erzeugt in diesen Fällen stets ein Interferenzmuster, genauso wie beim einfachen Doppelspaltexperiment ohne Photonensensoren am Doppelspalt.

Für Photonen, welche auf die Sensoren D3 oder D4 getroffen sind, ist klar identifizierbar durch welchen Spalt sie geflogen sein müssen. Das verschränkte Partnerphoton erzeugt in diesem Fall kein Interferenzmuster, genauso wie beim einfachen Doppelspaltexperiment mit Photonensensoren am Doppelspalt.

Warum sollte uns dies jedoch zu Denken geben ?

Das Problem mit diesem Ergebnis ist, dass das verschränkte Photon, das nach oben Richtung gelber Linse abgelenkt wird, auf den Sensor D0 trifft, bevor sein Partnerphoton auf den ersten grünen Spiegel trifft. Zu diesem Zeitpunkt kann das obere Photon eigentlich noch gar nicht wissen, ob es ein Interferenzmuster bilden muss oder nicht, denn durch die längere Laufzeit des unteren Pfads, ist die Entscheidung, auf welchen Sensor das untere Photon treffen wird, noch gar nicht gefallen.

Wie kann das obere Photon in jeder einzelnen Messung bereits vorher wissen, welchen Weg das untere Photon durch die grünen Spiegel wählen wird ? Es kann es nicht wissen, weil die Entscheidung ein Zufallsprozess ist und trotzdem weiss das obere Photon in jedem einzelen Fall bescheid, sonst würden wir nicht ein Interferenzmuster in den Daten sehen, die Sensor D1 bzw. D2 zugeordnet wurden allerdings kein Interferenzmuster in den Daten, die Sensor D3 bzw. D4 zugeordnet wurden.

Haben Sie das Paradoxe an dem Ergebnis des Experiments verstanden ?

Was sagen Wissenschaftler zum Ergebnis dieses Experiments ? Wenn man versucht die Ergebnisse des Delayed Choice Quantum Eraser Experiments mit Newton'scher Physik und aus einer rein materialistschen Weltsicht heraus zu erklären, steht man vor einer unlösbaren Aufgabe. Aus diesem Grund machen viele Wissenschaftler einen Bogen um das Thema, denn es scheint auf den ersten Blick so, als ob hier gegen unser Verständnis von Kausalität und Zeit verstoßen wird.
Mich beschäftigt nun die Sache, dass das verschränkte Photon (welches auf den Sensor D0 trifft) bereits ein Wellen- oder Teilchen-Muster erzeugt, BEVOR beim Partnerteilchen feststeht, durch welchen Spalt es gegangen ist.
Und das obwohl bei den Photonen, welche auf Sensor D0 treffen, nicht feststeht, durch welchen Spalt sie gegangen sind.
Wie lässt sich das für den Laien verständlich erklären?

basti_79 07.02.2013 15:47

Hallo Anubis,

Ein Zitat verstößt nicht gegen das Urheberrecht. In diesem Fall stellt sich mir allerdings die Frage, ob es tatsächlich nötig war, eine ewig lange passage zu kopieren. Hast Du den Urheber gefragt, ob Du den Text "entführen" darfst? Eine beliebte Technik ist, stattdessen den Inhalt der verlinkten Seite in eigenen Worten kurz wiederzugeben.

Llewellian 07.02.2013 15:57

Die Erklärung steht auf der englischen Wiki Seite die du verlinkt hast.

Anubis2707 07.02.2013 17:45

Zitat:

Hast Du den Urheber gefragt, ob Du den Text "entführen" darfst?
Ja, ich habe den Urheber gefragt und ich habe seine Zustimmung. Ich denke auch, dass er hier mitliest.

Zitat:

Die Erklärung steht auf der englischen Wiki Seite die du verlinkt hast.
O.k. ich gebe zu, dass es für mich als Laie schwer ist, einen englischen Text zum Thema Quantenphysik zu übersetzen. Obwohl ich schon etwas Englisch kann und ich gerade dabei bin, mein Englisch aufzufrischen.
Aber ich versuch's mal:
Auf der Wikiseite steht, dass es nicht möglich ist, die Daten von Sensor D0 auszulesen, bevor die Daten der Sensoren D1-D4 vorliegen. Es ist (für uns) also nicht möglich, über die Daten des Sensors D0 in die Zukunft zu schauen, wie sich die verschränkten Photonen entscheiden werden.

Für uns als Beobachter ist es also nicht möglich Informationen über den Laufweg der Photonen zu erhalten, bevor diese auf die Sensoren D1-D4 treffen.

Aber ist es denn zulässig, das verschränkte Photon, dass auf Sensor D0 trifft, in eine Beobachter-Rolle zu setzen? Es würde uns zwar keine Information bringen. Aber nur mal angenommen: Kann das Photon, dass auf Sensor D0 trifft "wissen", welchen Weg das verschränkte Partnerteilchen nehmen wird?

Sakslane 07.02.2013 20:37

Nun ja, klassisch kann man es nicht wirklich erklären und anschaulich nun gar nicht... Diese "anschauliche" Beschreibung, dass "ein Photon entscheidet, ob es ein Interferenzmuster bilden soll oder nicht, bevor das Partnerphoton sich für seinen Weg entscheidet", ist zwar das klassische Bild, das man bei diesem Experiment vor Augen hat, aber trifft eigentlich nicht den Kern der Sache.

Quantenphysikalisch ist die Sache absolut klar: Wenn das Photon den Doppelspalt durchquert hat, befindet es sich in einem Überlagerungszustand aus "linker Spalt" (LS) und "rechter Spalt" (RS). Durch den BBO-Kristall wird dieses eine Photon mit diesem Mischzustand nun in zwei Photonen umgewandelt, die ebenfalls diese Freiheitsgrade (LS und RS) haben und deren Zustand verschränkt ist. Nun trennt man die beiden Photonen und führt an einem (im Bild dem unteren) einige Operationen durch: Zuerst koppelt man den Zustand dieses Photons (LS oder RS) an den Weg, den es nimmt (mit dem Prisma PS). Dann schickt man es in eine Apparatur, die mit 50% Sicherheit bestimmen kann, welchen Pfad es genommen hat (und damit auch, welchen Zustand es vorher hatte). Mit dieser Apparatur selektiert man nun entweder die Photonen, bei denen man den Zustand bestimmt hat, oder die, deren Zustand man nicht bestimmt hat. Für diese beiden Gruppen schaut man sich an, was die jeweiligen "Partnerphotonen" machen. Und man stellt fest, dass die Partnerphotonen genau dann ein Interferenzmuster bilden, wenn der Zustand (LS oder RS) der anderen Photonen unbestimmt bleibt. Das ist aber kein "Wunder", sondern eine absolute Konsequenz der Quantenmechanik, weil sich oberes und unteres Photon durch die Verschränkung im gleichen Zustand befinden. Sie müssen das gleiche machen, egal in welcher Reihenfolge die Messungen durchgeführt werden. Das erscheint zwar Paradox, weil die Ergebnisse jeder einzelnen Messung zufällig sind, aber dennoch sind sie korreliert.

Ich gebe zu, das ist nicht wirklich anschaulich und nicht leicht zu verstehen... Am einfachsten könnte ich es erklären, wenn ich einfach die ganzen Gleichungen dazu aufschreiben würde (es wären wohl so um die 2 Seiten), aber ich fürchte, damit können die wenigsten etwas anfangen...

Anubis2707 07.02.2013 21:17

Zitat:

Ich gebe zu, das ist nicht wirklich anschaulich und nicht leicht zu verstehen... Am einfachsten könnte ich es erklären, wenn ich einfach die ganzen Gleichungen dazu aufschreiben würde (es wären wohl so um die 2 Seiten), aber ich fürchte, damit können die wenigsten etwas anfangen...
@ Sakslane: Vielen Dank für Deine Mühe! Du hast sicherlich Recht, dass es für einen Laien sehr schwer verständlich ist. Ich muss wohl akzeptieren, dass ich hier an die Grenzen meiner Vorstellungskraft stoße. Es liegt wohl daran, dass es nicht mit meiner Vorstellung über Raum und Zeit vereinbar ist.

Zitat:

Und man stellt fest, dass die Partnerphotonen genau dann ein Interferenzmuster bilden, wenn der Zustand (LS oder RS) der anderen Photonen unbestimmt bleibt.
Tun die Partnerphotonen das nicht schon vorher, weil der Weg zu Sensor D0 kürzer ist?

Anubis2707 07.02.2013 21:29

Ich habe eben noch einen Artikel vom Team um Anton Zeilinger gefunden. Der Artikel wurde am 03.01.2013 auf der Homepage der Uni Wien veröffentlicht.

Unabhängig von Raum und Zeit

Sakslane 07.02.2013 21:45

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 169887)
Tun die Partnerphotonen das nicht schon vorher, weil der Weg zu Sensor D0 kürzer ist?

Richtig, aber die zeitliche Reihenfolge spielt hier keine Rolle. Das liegt daran, dass die Photonen nicht mit ihren Partnerphotonen "kommunizieren" um ihnen zu sagen, was sie machen sollen, sondern dass sie schon lange vorher (im BBO-Kristall) miteinander verschränkt werden und damit festgelegt ist, dass beide das gleiche machen, egal in welcher Reihenfolge.

kfir007 07.02.2013 22:00

Könnte es sein, dass unsere Logik nicht unbedingt der Wirklichkeit entspricht?
Die Quantenphysik ermöglicht viele Erklärungen, die nicht logisch sind.
Wir leben damit sehr gut, Übermittlungstechnik, Fernsehen und was so alles seltsam ist; es geht, aber nur mit Quanten....

Kleiner Scherz

Aber ist es nicht wunderbar, dass es ganz klar viele Dinge gibt, die sich hartnäckig einer menschlichen Erklärung verweigern? Diese blöden Photonen, wieso entziehen sie sich perfiderweise jeder Logik?
Tja das ist das grosse Feld für unsere neue Generation der Forscher. Aufregend das Ganze

:)

Anubis2707 07.02.2013 22:11

Zitat:

sondern dass sie schon lange vorher (im BBO-Kristall) miteinander verschränkt werden und damit festgelegt ist, dass beide das gleiche machen
Du meinst, dass der Weg des Photons bereits im BBO-Kristall festgelegt wird?

Zitat:

Aber ist es nicht wunderbar, dass es ganz klar viele Dinge gibt, die sich hartnäckig einer menschlichen Erklärung verweigern? Diese blöden Photonen, wieso entziehen sie sich perfiderweise jeder Logik?
Tja das ist das grosse Feld für unsere neue Generation der Forscher. Aufregend das Ganze
Für mich stellt dieses Experiment die Existenz von Raum und Zeit in Frage. Aber wohl deshalb, weil es meine Vorstellungskraft übersteigt.

Anubis2707 07.02.2013 23:05

O.k. der Weg des unteren Photons wird nicht schon im BBO-Kristall festgelegt, das dürfte Quatsch von mir sein.

Kausal dafür, ob das Photon ein Interferenzmuster zeigt oder ob die Welle kollabiert ist das Messen der Photonen an den Sensoren D1-D4.

Das jeweils verschränkte Photon, welches auf Sensor D0 trifft zeigt das schon vorher. :eek:

---> ich drehe mich im Kreis und lande wieder am Anfang des Themas mit der Frage: warum?

Vielleicht hilft mir ja die Antwort auf folgendes Gedankenmodel:

Mal angenommen (wirklich theoretisch, ob in der Praxis umsetzbar sei mal dahingestellt), man würde den Weg des unteren Photons zu den Sensoren D1-D4 derart verlängern, dass das obere Photon auf Sensor D0 trifft und ich dann genug Zeit habe, den Weg des unteren Photons zu verändern, etwa durch umstellen der Spiegel.
Was würde das obere Photon auf Sensor D0 zeigen?

Llewellian 08.02.2013 00:35

;o)

http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenradierer

Sakslane 08.02.2013 11:14

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 169891)
Du meinst, dass der Weg des Photons bereits im BBO-Kristall festgelegt wird?

Nein. Aber im BBO-Kristall wird festgelegt, dass das obere und das untere Photon as gleiche Verhalten zeigen müssen, also entweder sind beide lokalisiert (d.h. der Zustand LS oder RS wird eindeutig gemessen und es gibt kein Interferenzmuster) oder beide delokalisiert (keine eindeutige Messung des Zustands und es gibt ein Interferenzmuster). Es wird nicht festgelegt, welcher dieser beiden Fälle eintritt. Es wird nur festgelegt, dass es für beide Photonen der gleiche sein muss.

Genau wie Llewellian schon verlinkt hat: Wenn man nachträglich die Information "verschmiert" bzw. "vergisst", durch welchen Spalt das Photon gegangen ist, dann ist das Interferenzmuster wieder da.

Anubis2707 08.02.2013 12:56

Der von Llewellian verlinkte Quantenradierer beschreibt ein Doppelspaltexperiment mit einem Photon. Er beschreibt nicht die Wirkung auf das zweite verschränkte Photon.

Es ist klar, dass verschränkte Teilchen das gleiche Verhalten zeigen (Welle oder Teilchen). Das habe ich so verstanden.

Das Paradoxe am hier diskutierten Experiment ist doch, dass das oberer Photon schon ein Wellen- oder Teilchenverhalten zeigt, bevor die WWI des unteren verschränkten Photons vorliegt. Die WWI des unteren Photons ist aber Kausal für das Verhalten des oberen verschränkten Photons.

Genau hier möchte ich einhaken und es auf die Spitze treiben:
Lässt sich der Weg des unteren Photons zumindest theoretisch beliebig verlängern? Sodass folgendes durchführbar wäre:
1. das obere Photon trifft zuerst auf Sensor D0 und zeigt ein Wellenmuster (?).
2. der Weg des unteren Photons wurde soweit verlängert, dass man dann noch Zeit hat, es auf einen Sensor zu lenken, sodass die WWI vorliegt und die Welle kollabiert.


Oder sind wir hier genau an dem Punkt angelangt, wo sich Quantentheorie und Relativitätstheorie nicht vereinbaren lassen?

Llewellian 08.02.2013 13:58

Die genaue Erklärung Schritt für Schritt ist hier:

http://www.bottomlayer.com/bottom/ki...scully-web.htm

Sakslane 08.02.2013 17:13

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 169901)
Der von Llewellian verlinkte Quantenradierer beschreibt ein Doppelspaltexperiment mit einem Photon. Er beschreibt nicht die Wirkung auf das zweite verschränkte Photon.

Das spielt keine Rolle - die Funktionsweise ist genau die gleiche.

Zitat:

Das Paradoxe am hier diskutierten Experiment ist doch, dass das oberer Photon schon ein Wellen- oder Teilchenverhalten zeigt, bevor die WWI des unteren verschränkten Photons vorliegt. Die WWI des unteren Photons ist aber Kausal für das Verhalten des oberen verschränkten Photons.
Nein, eben nicht. Es ist nicht so, dass irgendetwas, das mit dem unteren Photon passiert, einen kausalen Einfluss darauf hat, was mit dem oberen Photon passiert. Es findet keinerlei Signalübertragung oder ähnliches statt.

Zitat:

Genau hier möchte ich einhaken und es auf die Spitze treiben:
Lässt sich der Weg des unteren Photons zumindest theoretisch beliebig verlängern? Sodass folgendes durchführbar wäre:
1. das obere Photon trifft zuerst auf Sensor D0 und zeigt ein Wellenmuster (?).
2. der Weg des unteren Photons wurde soweit verlängert, dass man dann noch Zeit hat, es auf einen Sensor zu lenken, sodass die WWI vorliegt und die Welle kollabiert.
Zunächst einmal: Ein einzelnes obere Photon zeigt kein Wellenmuster, sondern nur eine Vielzahl von Photonen. Das einzelne Photon wird einfach irgendwo auf dem Schirm detektiert. Mit dem unteren Photon kann man danach natürlich anstellen, was man möchte, auch diverse Messungen durchführen. Aber sein Zustand ist bereits vor dem Durchführen dieser Messungen festgelegt, er muss nämlich genau dem Zustand des oberen Photons entsprechen.

Zitat:

Oder sind wir hier genau an dem Punkt angelangt, wo sich Quantentheorie und Relativitätstheorie nicht vereinbaren lassen?
Nein. Das Experiment steht im Einklang mit beiden.

Anubis2707 08.02.2013 18:08

Antwort gefunden
 
Zitat:

Die genaue Erklärung Schritt für Schritt ist hier:

http://www.bottomlayer.com/bottom/ki...scully-web.htm
Dein Link führte mich auf eine Seite, auf der das hier diskutierte Experiment beschrieben wird. Erst dachte ich, da steht doch genau das, was ich hier Eingangs geschrieben habe. Aber dann bin ich auf eine kleine Passage gestossen:

Zitat:

(The authors note that in other quantum eraser experiments, the choice is made by the experimentalist. [3])
Die Fußnote 3 führte mich letztlich zum Wheeler Gedankenexperiment

Das beantwortet genau meine Frage. Danke.

Anubis2707 08.02.2013 18:18

Hatte vergessen zu zitieren, um was es mir ging. Das hole ich noch schnell nach

Zitat:

Dabei lässt sich eindeutig sagen, auf welchem Weg das Photon zum Detektor gelangt ist. Es hat sich also wie ein Teilchen verhalten. Wheeler wies nun darauf hin, dass sich an dieser Schlussfolgerung nichts ändert, wenn man den zweiten Strahlteiler erst aus dem Strahlengang nimmt nachdem das Photon den ersten Strahlteiler passiert hat. Zu diesem Zeitpunkt kann das Photon noch gar nicht „wissen“, ob seine Wellen- oder seine Teilchennatur gefragt ist. Diese Schlussfolgerung spricht gegen die Existenz von „verborgenen Parametern“, die das zukünftige Verhalten des Photons im Interferometer beeinflussen.

Don Q 27.02.2013 14:37

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 169894)

Mal angenommen (wirklich theoretisch, ob in der Praxis umsetzbar sei mal dahingestellt), man würde den Weg des unteren Photons zu den Sensoren D1-D4 derart verlängern, dass das obere Photon auf Sensor D0 trifft und ich dann genug Zeit habe, den Weg des unteren Photons zu verändern, etwa durch umstellen der Spiegel.
Was würde das obere Photon auf Sensor D0 zeigen?

Sensor D0 würde exakt das gleiche Bild zeigen. Imho zeigt dieses experiment dass materielle Faktizität nicht die grundlegende Seinsart ist, sondern Information. Die materielle Faktizität -der D0 Detektor- ist faktisch, ich kann ihn beobachten, kann ihn messen, aber sein Informationsgehalt ist Potentialität. Diese wird erst faktisch, wenn der Code geliefert wird und -ganz wichtig- wenn der Code auch verstanden wird.

Anstelle der halbdurchlässigen Spiegel könnte auch der Experimentator selbst, oder seine Putzfrau, den Weg der Photonen festlegen. Die Putzfrau aber könnte die Information nicht faktisch werden lassen, da sie das Experiment (wahrscheinlich) nicht versteht.

mit Grüßen ans Forum
don q

Anubis2707 27.02.2013 16:51

Zitat:

Diese wird erst faktisch, wenn der Code geliefert wird und -ganz wichtig- wenn der Code auch verstanden wird.
Du meinst, dass Ergebnis auf Sensor D0 ist abhängig davon, ob der Experimentator den Sinn des Experiments versteht? Kannst Du diese Aussage untermauern?

Zitat:

Imho zeigt dieses experiment dass materielle Faktizität nicht die grundlegende Seinsart ist, sondern Information
Wenn die materielle Faktizität (=Gegebenheit) nicht grundlegend ist, bist Du der Meinung, dass das Photon, Elektron usw. erst im Moment der Messung zum "Ding" wird? Und das auch noch abhängig davon, ob man die "Information" versteht? Falls ja, dann definier mir mal bitte den Begriff "Information" in diesem Beispiel, und wo ist die "Information" gespeichert?

Don Q 27.02.2013 16:58

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 170832)
Du meinst, dass Ergebnis auf Sensor D0 ist abhängig davon, ob der Experimentator den Sinn des Experiments versteht?

Nein, ich sagte erst ein Beobachter, der versteht, könnte die potentielle Information faktisch werden lassen, dadurch, dass er verstehend Kenntnis nimmt. Wenn wir Information als die grundlegende Größe betrachten, könnte man dann sagen, erst die verstehende Wahrnehmung läßt die Zustandsfunktion kollabieren.
Diese Interpretation wird durch das Experiment nahe gelegt.

Sakslane 27.02.2013 17:51

Zitat:

Zitat von Don Q (Beitrag 170833)
Diese Interpretation wird durch das Experiment nahe gelegt.

Nein, wird sie nicht. Das Ergebnis dieses Experiments spricht nicht gegen die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik und die erfordert kein "Bewusstsein", wie auch immer das definiert sein soll.

Anubis2707 27.02.2013 17:53

Zitat:

erst die verstehende Wahrnehmung läßt die Zustandsfunktion kollabieren
= Bewußstsein ist erforderlich, die Welle kollabieren zu lassen.

Anubis2707 27.02.2013 18:05

Zitat:

„Ich bin nicht ein Anhänger des Konstruktivismus, sondern ein Anhänger der Kopenhagener Interpretation. Danach ist der quantenmechanische Zustand die Information, die wir über die Welt haben. … Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist. Wir müssen uns wohl von dem naiven Realismus, nach dem die Welt an sich existiert, ohne unser Zutun und unabhängig von unserer Beobachtung, irgendwann verabschieden.“ - Anton Zeilinger
Wenn die Welt ohne unsere Beobachtung an sich nicht existiert, ist Bewußtsein sehr wohl erforderlich

Don Q 27.02.2013 18:31

Zitat:

Zitat von Sakslane (Beitrag 170841)
Das Ergebnis dieses Experiments spricht nicht gegen die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik und die erfordert kein "Bewusstsein", wie auch immer das definiert sein soll.

Es spricht nicht gegen die Kopenhagener Deutung, legt aber auch eine Deutung auf Grundlage der Information nahe. Ich vermute schon seit langem, dass nur die Aspekte der Zustandsfunktion reduziert werden, die auch verstanden werden. Auch einige Experimente aus der Parapsychologie legen diesen Schluss nahe.
Ansonsten gehe ich mit dem Begriff >Bewußtsein< sehr vorsichtig um. Ich neige eher dazu zu sagen: es gibt kein Bewußtsein. Stattdessen: Faktizität (=Phänomene) ereignet sich.

Ich glaube nicht, dass es DIE Deutung oder Interpretation gibt. Der Welt kommt vielleicht kein eindeutiges Sein zu und sicher kein beschreibbares.

Sakslane 27.02.2013 19:00

Zitat:

Zitat von Don Q (Beitrag 170833)
erst die verstehende Wahrnehmung läßt die Zustandsfunktion kollabieren.

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 170843)
= Bewußstsein ist erforderlich, die Welle kollabieren zu lassen.

Und wo ist der Beweis dafür?

Zitat:

Zitat von Don Q (Beitrag 170845)
Ich vermute schon seit langem, dass nur die Aspekte der Zustandsfunktion reduziert werden, die auch verstanden werden. Auch einige Experimente aus der Parapsychologie legen diesen Schluss nahe.

Zitate? Quellen? Beweise?

Zitat:

Ansonsten gehe ich mit dem Begriff >Bewußtsein< sehr vorsichtig um. Ich neige eher dazu zu sagen: es gibt kein Bewußtsein. Stattdessen: Faktizität (=Phänomene) ereignet sich.
Definition?

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 170844)
Wenn die Welt ohne unsere Beobachtung an sich nicht existiert, ist Bewußtsein sehr wohl erforderlich

Das ist eine philosophische, also eine geisteswissenschaftliche, keine physikalische Frage. Die Physik beschreibt etwas, das wir als "reale Welt" ansehen. Nicht mehr und nicht weniger.

Don Q 27.02.2013 19:35

Zitat:

Zitat von Sakslane (Beitrag 170847)



Zitate? Quellen? Beweise?



Das ist eine philosophische, also eine geisteswissenschaftliche, keine physikalische Frage. Die Physik beschreibt etwas, das wir als "reale Welt" ansehen. Nicht mehr und nicht weniger.

Quellen: wenns dich interessiert googel mal nach >pre recorded target, Helmut Schmidt< . Hab leider nicht die Zeit hier ne Doktorarbeit zu verfassen.

>>Diskussionen zu Schmidts-Experiment wurden hierhin ausgelagert: Retro-Psychokinese<<

Was die Physik beschreibt können wir nicht wissen. Niemals. Wir kennen nur die Beschreibungen "so far". Und verfassen neue Beschreibungen "from now on"
Mit dem Attribut "real" tut sich die moderne Physik jedenfalls schwer. ZB: Sind Elementarteilchen real? Falls ja in welcher Form? Wohl kaum als Teilchen, was ja heißt mit sich selbst identisch bleibende Entitäten, Entitäten mit intrinsischen Eigenschaften....Sind dann wenigstens Messapparaturen real? Auch wenn sie gerade mit dem Messsubstrat verschränkt sind?...Hm, wir kommen vom Hundertsten ins Tausendste.

Sakslane 27.02.2013 21:40

Die Physik beschreibt das, was wir in Experimenten messen. Nicht mehr und nicht weniger. Genau das ist die Aufgabe der Physik - eine experimentell überprüfbare Beschreibung der Welt um uns herum. Es ist nicht Aufgabe der Physik, diese Welt irgendwie zu interpretieren oder darüber zu argumentieren, was "real" ist und was nicht.

Anubis2707 06.03.2013 23:08

Wenn also "Information" die zugrundeliegende Größe ist, wie wollen wir dann Materie definieren? Und woher kommt die "Information"? Wo ist sie gespeichert?

Zitat:

Das Geistige ist für mich fundamental, und ich gehe sogar so weit
zu behaupten, dass es keine Materie gibt, sondern nur Geist.
Prof. HANS-PETER DÜRR, Physiker
Einmal angenommen (Reine Spekulation!, Aber das Experiment lässt Spekulationen zu :D:eek:):

Nehmen wir mal das Prinzip der Kausalität. Wenn wir uns immer fragen, was vorher war.... was war davor, was war davor usw....
Dann kommen wir irgendwann an einen Punkt (Urknall), an dem dieses Prinzip nicht mehr anwendbar ist. Die Annahme, unser Universum sei ohne Ursache aus dem Nichts heraus entstanden, ist wenigstens genau so mystisch, wie die Annahme, Gott hätte es erschaffen.
Wir WISSEN nicht, wie das Universum entstanden ist - wir GLAUBEN es.
Mit Raum und Zeit sind auch unsere Naturgesetze entstanden.
Stehen nun unsere Naturgesetze auf einem Fundament, an das wir glauben?

Zumindest haben die Naturgesetze ihre Gültigkeit innerhalb der Raumzeit bewiesen.
Aber wenn wir unsere Raumzeit zerlegen, bis ins allerkleinste Detail. Wenn wir an der "Grenze" unserer Raumzeit kratzen, dann stellen wir fest, dass etwas nicht stimmt.

Nehmen wir einmal an, Prof. Dürr hat recht, und Materie existiert gar nicht. Gibt es noch anderer Wissenschaftler, die ähnliche Aussagen machen?
Zitat:

Realität ist eine Illusion, allerdings eine sehr hartnäckige." (Albert Einstein)
Zitat:

Vielleicht sind wir alle Hologramme, Projektionen aus einem höherdimensionalen Raum. - Physiker Stephen Hawking
Die Realität als holographische Projektion auf der Leinwand in unserem Verstand? Wie funktioniert ein Hologramm? Ein Hologramm beruht auf dem Wellen-Teilchen Dualismus. Zunächst einmal sind es Informationen in Form von Wellen, die auf einer 2D Fläche gespeichert sind.

Würden wir diese These konsequent umsetzen, so wären auch unsere physischen Körper holographische Projektionen. Und unser Gehirn? Ein Quantencomputer? Wurde das bereits irgendwo wissenschaftlich in Erwägung gezogen?

Zitat:

Beispielsweise fand eine Tagung “Ist unser Gehirn ein Quantencomputer?” im August 2007 in Luzern statt, auf der Physiker und Neurobiologen quantenphysikalische Denkmodelle in der Hirnforschung diskutierten (vgl. NZZ online 15. 8. 07).
Wenn Materie holographischer Natur ist, und unsere Körper auch: Wo befindet sich dann der Verstand? Wo befindet sich das, was denkt, das Bewusstsein, dass gerade versucht, diese Zeilen zu verstehen?

Dr. Bruce Greyson ist Professor für Psychiatrie und Neuroverhaltenswissenschaft an der Universität von Virginia. Er kommt zur Auffassung, dass sich der Verstand außerhalb unseres Körpers befinden könnte.

Dr. Bruce Greyson

Unser Verstand befindet sich nicht in unserem Gehirn? Ist unser Gehirn die Schnittstelle zwischen Verstand und Körper? Gibt es Hinweise, dass unser Gehirn empfängt?

Zitat:

Der Neurophysiologe Benjamin Libet hat in Experimenten nachgewiesen, daß jeder bewußten Handlungsentscheidung Hirnaktivitäten vorausgehen, welche die Handlung bereits festgelegt haben. Was folgt daraus? Hirnforscher wie Gerhard Roth und Wolf Singer behaupten: Unser Wille ist nicht frei, unsere Handlungen sind determiniert.

Gibt es weitere Hinweise, dass unser Verstand Einfluss auf diese holographische Welt haben könnte?
- Placebo-Effekt
- quanten-zeno-effekt
- PEAR-Project

Und wenn ich schon mal dabei bin, meinen Gedanken freien Lauf zu lassen:
Finden wir Hinweise auf ein holographisches Universum in den Religionen?

Zitat:

Alles ist GEIST. Die Quelle des LEBENS ist unendlicher SCHÖPFERGEIST. Die SCHÖPFUNG ist mental. GEIST herrscht über Materie.
- Hermes Trismegistos, ägyptische und griechische Mythologie
Zitat:

Aus Gewohnheit erscheint uns Materie als unterschiedlich vom Geist. Tatsächlich ist jedoch Materie nur eine Projektion unseres Geistes. Wir glauben, dass da etwas unabhängig existieren würde, was eigentlich das freie Spiel unseres Geistes ist. - Auszug aus der buddhistischen Lehre
Auch der christliche Glaube könnte, was die Reinkernation angeht, bei dieser These recht bekommen.

Für mich schaut das alles wie ein Puzzle aus. Vielleicht gelingt es irgendwann jemanden, dieses Puzzle zusammen zu setzen.
Vielleicht täuscht der Zusammenhang aber auch und die Dinge sind ganz anders.
Ich gebe zu: Alles nur Spekulation! Ich kann einen Zusammenhang nicht beweisen. Aber ich finde es gut, dass es Wissenschaftler gibt, die den Mut haben, ihre Forschungsarbeit in diese Richtung zu betreiben.

Tarlanc 07.03.2013 10:57

Lieber Anubis,
was du hier tust (wie auch die anderen Pseudo-Quantenwissenschaftler wie Greyson, die du hier zitierst), ist ein ziemlich fruchtloses, uninspiriertes und komplett sachfremdes Wortspiel mit Worten, die verwendet werden, um Physik allgemeinsprachlich zu umschreiben. Das Ganze wird dann noch mit ein paar philosophischen Einstein-Zitaten gewürzt, die überhaupt nichts mehr mit der Sache zu tun haben, damit es noch ein bisschen glaubwürdiger wird.

Das ganze pseudo-wissenschaftliche Geschwurbel um Quanten im Gehirn und der DNA und in Gespenstern und in sowieso allem, das kompletter Humbug ist, folgt zu 100% dem altbekannten Deppensyllogismus. Sobald man sich eine wahnwitzige Idee ausdenkt, die weder Physikalisch noch sonstwie Sinn macht, verfällt man darauf, zu behaupten, dass ja niemand genau weiss, was Quanten sind oder tun und niemand genau weiss, was hinter der Idee stecken könnte, müssen Quanten dafür verantwortlich sein. Das wurde für Nahtod-Erlebnisse, Parapsychologie und Scharlatanerie gemacht und es gibt Bücher und Zeitschriften voll mit diesem Mist.

Aber eines muss man dabei immer bedenken: Bei all diesen Erklärungen geht es nicht um Quantenphysik. Es geht darum, allgemeinsprachliche Umschreibungen von Quantenphysik so zu verwurschteln, dass dabei irgendwas rauskommt, das auch so tönt wie die Erklärung, die man gerade bräuchte, um Bullshit zu erklären.

Anubis2707 07.03.2013 12:53

Hallo Tarlanc

Ich stimme dir zu, dass es ohne Beweise pseudowissenschaftliches Geschwätz ist.
Darum stelle ich nochmal wie schon erwähnt heraus: Spekulation, nicht mehr.

Ich habe festgestellt, dass ein paar Einträge fehlen. Mein letzter Beitrag steht etwas verlassen da, weil er auch parapsychologische Aspekte enthält.
Darum möchte ich an dieser Stelle erwähnen, dass Teile dieses Themas in das Parapsychology-Forum verschoben wurden. Gleichfalls stimme ich zu, dass das Thema dort besser aufgehoben ist.

Tarlanc 08.03.2013 10:28

Zitat:

Zitat von Anubis2707 (Beitrag 171119)
Ich stimme dir zu, dass es ohne Beweise pseudowissenschaftliches Geschwätz ist.
Darum stelle ich nochmal wie schon erwähnt heraus: Spekulation, nicht mehr.

Ich glaube, ich habe meinen Punkt nicht allzu klar gemacht. Die Frage ist nicht, ob man es beweisen oder belegen kann. Diese Frage würde sich erst dann stellen, wenn eine begründete Hypothese vorliegen würde.
Im Moment liegt aber noch keine begründete Hypothese und keine Theorie vor, sondern nur pseudowissenschaftliches (und kreuzfalsches) Geschwurbel. Da gibt es nichts zu testen und auch keine Möglichkeit, Belege zu finden.

Das ist, als wollte man einen Beleg oder Beweis dafür finden, dass der Unterschied zwischen einem Frosch der ist, dass ein Joghurt keinen Knochen hat.

Anubis2707 08.03.2013 18:33

Lieber Tarlanc!

Ich glaube, dich schon verstanden zu haben. Das bedeutet aber nicht, dass ich dir Recht geben muss.

Wir versuchen seit vielen Jahrzehnten, eine "Weltformel" zu finden. Wir suchen nach einer Möglichkeit, Relativitätstheorie und Quantentheorie unter einen Hut zu bringen. Es scheint, dass wir in einer Sackgasse stecken.

Nun gibt es Wissenschaftler (von Dir als Pseudo-Wissenschaftler bezeichnet), die eine andere Sichtweise über die Dinge haben. Sie versuchen eben einen anderen Weg aus dieser Sackgasse herauszukommen. Wenn dieser Weg nicht zum Erfolg führt, dann war es "Bullshit". Na und? Dann versucht man eben einen anderen Weg. Führt der Weg zum Erfolg? Dann ist es die Sensation!

Von vorne herein zu sagen, ich gehe den Weg nicht, weil es Bullshit ist? Das führt nicht aus der Sackgasse heraus.

Wie bin ich denn vorgegangen?
Die These, dass unser Universum holographisch ist, und die "Informationen" ausserhalb unserer physischen Realität gespeichert sind ist kein "Pseudowissenschaftliches Geschwabbel".

Ich habe mir nun überlegt, wie so ein holographisches Universum funktionieren könnte. Ich habe Bücher gelesen, im Internet recherchiert.

1. gibt es ein Indiz dafür, dass sich unser Verstand ausserhalb des Universums befindet? - Ich bin fündig geworden.

2. gibt es ein Indiz dafür, dass unser Gehirn Informationen empfängt, die unser Handeln bestimmt? - Ich bin fündig geworden

3. usw.... (ich wiederhole mich)

Das Delayed Choice Quantum Eraser Experiment zeigt, dass "Information" die zugrundeliegende Größe ist. Ohne "Information" kein Materieverhalten.

Ich finde diese Vorgehensweise jetzt wirklich nicht verwerflich. Ich räume jedoch ein, dass es spekulativ ist. Und wenn hier wirklich kein Zusammenhang besteht, ja gut, dann war es Bullshit.

Bist du nun prinzipiell gegen die Annahme, dass unser Universum holographisch sein könnte? Oder störte dich nur meine Vorgehensweise?

Das "U.S. Department of Energy" bereitet gerade ein Experiment vor, dass viele Millionen Dollar kostet. Es soll (angeblich) beweisen können, dass unser Universum holographisch ist:

Femilab

Hier ein Dokumentarfilm über dieses Projekt. Er wurde am 19.01.2013 auf ZDFneo ausgestrahlt: Dokumentarfilm

Der Film dauert ca. 45 Minuten.

Anubis2707 28.07.2013 15:33

So. Hier bin ich wieder!
Passend zu diesem Thema und zum Wesen von Information habe ich eine Video-Doku gefunden. Anton Zeilinger stellt hier seine Sichtweise über das Doppelspaltexperiment vor.

http://www.youtube.com/watch?v=L-zC2k13nMM

Zeilinger behauptet, dass die Wahrscheinlichkeitswelle nur dann kollabiert, wenn dem Beobachter die Information darüber vorliegt, welchen Weg das Teilchen genommen hat. Es ist dabei wohl vollkommen unerheblich, ob der Beobachter das Experiment versteht. Allein wenn die Möglichkeit vorliegt, sich Information über den Weg des Teilchens zu verschaffen, lässt die Welle kollabieren.
Dies wird in dem hier diskutierten Experiment auch veranschaulicht. Denn die Welleneigenschaften tauchen nur an den Sensoren auf, welche keine Information über den Weg des Teilchens liefern.
Im Video taucht auch das vielfach diskutierte "störungsfreie Messen" auf. In diesem Experiment findet am Doppelspalt keine Messung statt. Die Welle passiert den Doppelspalt störungsfrei.

Zeilinger schreibt in seinem Buch "Einsteins Schleier - Die neue Welt der Quantenphysik":
"Und in der Tat zählt zu den größten Herausforderungen der Quantenphysik, dass sie uns zwingt, uns von den vertrauten Gewissheiten unserer Alltagserfahrung zu verabschieden. Beispielsweise von der Auffassung, dass die Wirklichkeit, die wir sehen, unabhängig von uns existiert."

Zeilinger behauptet, nicht die Messung und nicht die Wechselwirkung mit der Umwelt führt zur Dekohärenz (Einsteins Schleier, Seite 103). Beim Doppelspalt mit Fullerenmolekülen werden diese auf 650 Grad erhitzt. Auf dem Weg durch den Spalt senden diese Moleküle Wärmestrahlung aus. Sie sind damit nicht von der Umwelt isoliert. Warum führt das Aussenden von Strahlung eigentlich nicht zur Dekohärenz, wenn doch viele Wissenschaftler behaupten, die Wechselwirkung mit der Umwelt würde zur Dekohärenz führen? Zeilingers Argumentation zufolge liefert das Aussenden von Wärmestrahlung keine Information über den Weg des Teilchens.

Die Wechselwirkung muss auch dazu geeignet sein, dem Beobachter Information über den Weg des Teilchens zu liefern.

Auf Seite 102 schreibt Zeilinger, dass "die Versuche der Erklärung....die Wechselwirkung mit der Umwelt würde zur Dekohärenz führen, werden ein Ablaufdatum haben.....Das Ablaufdatum ist der Tag, an dem Quantensuperpositionen von wirklich großen Objekten im Experiment zu beobachten sind. Dies ist sicher dann erreicht, wenn Quantensuperpositionen von Objekten beobachtet werden, die man mit bloßem Auge sehen kann."

Derzeit bereitet Zeilinger an der Universität Wien ein Doppelspaltexperiment mit Viren vor.
http://www.welt.de/print-welt/articl...en-Objekt.html
Dieser Artikel aus der Zeitschrift "Die Welt" ist nun schon 10 Jahre alt. Zeilinger schreibt, dass es noch einige technische Vorbereitungen bedarf. Über den aktuellen Stand dieser Vorbereitungen habe ich keine Info gefunden.

Viren lassen sich bereits mit optischen Hilfsmitteln beobachten. Falls es Zeilinger gelingt, Viren am Doppelspalt zu beobachten und er damit Recht hat, dass das Vorliegen von Information das Interferenzmuster verschwinden lässt, dann könnte Zeilinger dies bald beweisen. Nämlich dann, wenn die Interferenz nur dann auftaucht, wenn der Beobachter nicht durch das Mikroskop blickt.

CAD 23.01.2015 12:21

Es gibt hier gar kein Paradox
 
Es gibt gar kein Paradox im Delayed-choice-quantum-eraser-Experiment.

Ein konkretes Muster auf DO kann immer nur rückwirkend erkannt (besser: rekonstruiert) werden - nämlich erst NACHDEM das Matching erfolgt ist, also erst nachdem diejenigen Photonen detektiert wurden, die es erlauben, bei den Photonen, die auf D0 auftreffen, bestimmte Untergruppen auszumachen. Wann und wo oder in welchem räumlichen oder zeitlichen Abstand die Partnerphotonen detektiert (und gematcht) werden, ist ganz egal.

Das Gesamtmuster am Detektor D0 zeigt für sich allein genommen gar nichts bzw. immer nur überlagerte (verschmierte) Rohdaten - daher ist es nicht möglich, allein daraus zu schließen, was mit den Partnerphotonen passiert, wenn man nur die Signalphotonen für sich betrachtet.

Das Matching der Photonen mit Hilfe des Koinzidenzzählers ist vielmehr zwingend erforderlich, um die überlagerten Daten der Signalphotonen am Detektor D0 überhaupt erst in die vier Einzelmuster sortieren zu können.

Es bedarf hier weder der Idee einer zeitlich rückwärtsgerichteten Informationsübertragung noch einer Informationsübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit noch einer sonstigen "spukhaften Fernwirkung" zwischen den - per Definition! - verschränkten Teilchen.

Das Experiment lässt sich ganz einfach und klassisch erklären: Erst nach der Datenauswertung liegen die Ergebnisse vor.

Und die Erkenntnis ist eher trivial: Das Verhalten von verschränkten Teilchen ist so, wie das Verhalten von verschränkten Teilchen definiert wurde. Das ist eine Tautologie, so wie null gleich null.

Folglich ist auch z.B. Thomas Campbell's Modell einer virtuellen Realität oder einer Meta-Informationsebene hier weder notwendig noch hinreichend, weder erforderlich noch hilfreich, weder ursächlich noch daraus ableitbar.

CAD 27.01.2015 13:27

Nachtrag: Es gibt hier gar kein Paradox
 
Nachtrag

Schon die Kopenhagener Interpretation von 1927 spricht der Quantenwelt, vor allem der Wellenfunktion, KEINE Realität in materialistischen Sinne zu. Quantenobjekte werden als formale Objekte (also als geistige Konstrukte) zur Vorhersage der relativen Häufigkeit von Messergebnissen interpretiert. Nur die Messergebnisse selbst werden als die einzigen Elemente der Realität angesehen.

Diese gemessenen Quanteneffekte, die definitionsgemäß erst unterhalb gewisser raumzeitlicher Grenzen stattfinden, kommen aufgrund prinzipiell unkontrollierbarer Wechselwirkungen zwischen Objekt und Messgerät zustande.

Wird etwa ein Teilchen, das sich in Superposition befindet, in diesem Sinne gemessen, so wird im Moment dieser Messung der gemessene Quantenzustand FESTGELEGT. Und dies gilt ebenso (oder umso mehr) für verschränkte Teilchen.

Messen darf dabei also weder als störungsfreies Messen verstanden werden (Beispiel: Belichtungsmesser oder Infrarotthermometer), noch im Sinne von nichtreaktivem Beobachten (Beispiel: den Mond durch Hingucken beobachten), noch im Sinne von Ablesen (Beispiel: die Höhe eines Tisches durch Dranhalten eine Zollstocks ablesen).

Messen in der Quantenwelt bedeutet, einen Quantenzustand zu BESTIMMEN im Sinne von: den gemessenen Zustand als faktisches Messergebnis herzustellen - wobei der Ausgang dieser Präparation unvorhersagbar vom Zufall und/oder von einer Wahrscheinlichkeitsfunktion (Wellenfunktion) abhängt.

Trifft nun der eine Teil der beiden verschränkten Photonen zuerst auf D0, so wird zu diesem Zeitpunkt und an dieser Stelle noch gar nichts gemessen - umso weniger, als ein einzelnes Teilchen per Definition kein Muster und schon gar kein Interferenzmuster mit sich alleine bilden kann. Dazu bedarf es (vieler) weiterer (gleichzeitiger oder folgender) Teilchen.

Das Teilchen befindet sich statt dessen in einem undefinierten, ungemessenen Zustand, und zwar so lange, bis das verschränkte Partnerphoton auf einen der Sensoren D1 bis D4 getroffen ist.

Die Messungen als solche finden also erst im statistischen Zusammenspiel vieler Signalphotonen, die auf D0 auftreffen, mit den gemessenen oder ungemessenen verschränkten Partnerphotonen auf D1 bis D4 statt.

Für Photonen (Plural!), die auf D1 oder D2 treffen, wird die WELCHER-WEG-INFORMATION gelöscht (und nur diese Löschung ist ja der eigentliche Witz in Quantum-Eraser-Experimenten). Nur ohne die WELCHER-WEG-INFORMATION erzeugen die vielen verschränkten Partnerphotonen auf D0 ein Interferenzmuster, genauso wie beim einfachen Doppelspaltexperiment ohne Photonensensoren am Doppelspalt.

Für Photonen, die auf D3 oder D4 treffen, ist klar identifizierbar, durch welchen Spalt sie geflogen sein müssen, heißt: Die WELCHER-WEG-INFORMATION wurde gemessen bzw. FESTGESTELLT. Die verschränkten Partnerphotonen erzeugen in diesem Fall kein Interferenzmuster, genauso wie beim einfachen Doppelspaltexperiment mit Photonensensoren am Doppelspalt.

Anders gesagt: Verschränkte Photonen, die auf D0 treffen, bevor ihre Partnerphotonen auf den ersten grünen Spiegel treffen, haben und brauchen keine irgendwie geartete Vorahnung, ob sie Teil eines Interferenzmusters sein werden oder nicht. Ein Muster ergibt sich per Definition erst aus einer Vielzahl von Messpunkten.

Die Musterbildung ist und bleibt somit ein statistischer Prozess, dessen finales Ergebnis sich erst in der Auswertung ergibt - wenn das Matching aus dem Zusammenspiel von vielen Signalphotonen mit den ebensovielen verschränkten Partnerphotonen auf D1/D2 bzw. D3/D4 erfolgt ist.

Verschränkte Teilchen mögen uns seltsam vorkommen, die ganze Quantenmechanik ebenso schwer verständlich. Aber für manchen sind das Bruch- und Prozentrechnung ja auch. Ein kausales Problem, Materialismus, Objektivität und lineare Zeit als Grundannahmen der Interpretation für quantenmechanische Messungen zu bemühen, ist aber unnötig und vernebelt das Denken.

Denn weder unterstellt die Kopenhagener Interpretation noch setzt sie voraus, dass Realität objektiv ist und Zeit linear verläuft. Diese Aspekte sind hier schlicht überhaupt nicht relevant, denn die Quantentheorie ist keine reale sondern eine statistische Theorie.

Und das ist auch der Grund, warum der Aufenthaltsort eines Teilchens eben nicht durch seine Ortskoordinaten in Abhängigkeit von der Zeit beschrieben wird, sondern durch eine Wellenfunktion, also durch eine Wahrscheinlichkeitskurve (eine relative Häufigkeitsverteilung) mit Maxima und Minima an mehr als einer Stelle.

Den Zustand eines Quantenobjektes als faktisches Messergebnis zu bestimmen (sprich: erst herstellen zu müssen) erklärt auch, warum gemäß Unschärferelation Ort und Impuls eines Teilchens nicht gleichzeitig bestimmbar und Raumzeitdarstellung und Kausalitätsforderung nicht beide gleichzeitig erfüllt sein können:

Die Wellenfunktion erlaubt hier konsequenterweise nur, für jeden Ort die Wahrscheinlichkeit anzugeben, mit der ein Teilchen dort gefunden wird, wenn eine bestimmende, also das Messergebnis herstellenden Messung vorgenommen wird.

Und nochmal: Die Quantentheorie ist eine statistische Theorie. Die Wellenfunktion ist folglich für ein einzelnes Teilchen gar nicht vermessbar, da sie bei der ersten Messung festgesetzt und damit vollständig verändert wird. Und genau das ist es, was man als Kollaps der Wellenfunktion bezeichnet.

Elical 11.02.2015 01:53

Es ist auch gut möglich, dass der Weg oder vielmehr die Messung im Photomultiplier, quasi "makroskopisch revers-kausal erscheinend" auf den Verschränkungsvorgang im Kristall wirkt - soweit ich weiss kann man derartiges für die Photonen in ihrem noch unbestimmten Zustand durchaus auch annehmen - da sie ja zwischen Kristall und Detektor nur als ihre Wellenfunktion bestimmbar sind.

Wenn auch das vielleicht etwas verrückt klingt, aber ich meine Quantenobjekte können in dem Fall doch quasi eine symetrische "Zeitentwicklung" haben? Auch wenn es das keine "Zeit" im sinne der makroskopischen Welt ist.

Makroskopisch bewirkt also sowohl die Beobachtung die Verschränkung und die Verschränkung die Beobachtung.

Vermutlich sollte man eher fragen ob eine der beiden (Blick)Richtungen auf das Problem quasi die Vorzugsrichtung ist - das wäre in dem Fall interessant.

Man könnte das mit zwei durch die Strahlen pumpbaren Lasing-resonatoren im Strahlengang mal überprüfen, die man dann irgendwie tunen und gleichzeitig die Moden abfragen kann ohne die Photonen dabei gleich unsanft auf den Multiplier zu schicken und sie zu wandeln.

Und dann schauen wie das auf die Messung im Multiplier wirkt - da die verhältnisse der eintreffenden Photonen gleich bleiben dürfte , oder ob sich die Kopplung an den Resonatoren ändert wenn man den P-Multiplier aus dem System 'entfernt'...

Hoffe das ist nicht irgendwie etwas zu verplant ausgedrückt.... ich habe zudem grad keine Idee aus welchem Material die Resos sein sollten, um das 'sanftere' Messen zu bezwecken.


Ich denk das könnt spannend sein... gerade weil bei der ganzen Quantentheorie mir immer die Frage im Hinterkopf verbleibt, ob sie nicht auf perfide Weise teilweise ein Artefakt ihrer experimentellen Instrumentierungen ist - was vorallem bei der Beschleunigerphysik fraglich ist.

Sakslane 11.02.2015 09:49

Interessante Idee, auch wenn ich mir nicht ganz sicher bin, wie du so eine Messung anstellen würdest.

Als Theoretiker sehe ich das ganze immer aus der Sicht der Quantentheorie. Dort ist eine Messung immer eine Projektion des Zustands auf einen Eigenraum des Messoperators, und wenn zwei Operatoren nicht kommutieren, haben sie unterschiedliche Eigenräume, also nicht die gleichen Eigenzustände - soll heißen: Die Messung des einen Wertes macht den anderen zwangsläufig kaputt, es gibt keinen gemeinsamen Eigenzustand (außer wenn man die Messgrößen geschickt genug wählt, aber dann misst man eben einfach etwas anderes und nicht mehr das gleiche wie im obigen Experiment - dort sind die Messgrößen ja gerade "orthogonal" gewählt). So gesehen gibt es keine "sanftere" Methode, um die gleiche Information zu messen.

Elical 11.02.2015 11:37

Man müsste die Messresonatoren in ihrer Eigenschaft Besetzungsinversionen einzugehen steuern können, beispielsweise könnte der zu messende Strahl also knapp unter dem dazu notwenigen Energieniveau eingeregelt werden und dann mit einer zweiten Pumpquelle quer zum Strahlengang die absorbierte Energie im Material über die Schwelle gebracht werden, so dass sie in beiden Richtungen in den Lasing betrieb gehen kann, wobei ich mir gerade auch nicht sicher bin ob das nur von der in den Resonator aufgenommen Gesamtenergie abhängt. Anregung ist Anregung oder?

Alternativ könnte man die zu messenden Photonen vorher nach Polarisation filtern und dann mit einer paralleln zweiten Pumpquelle arbeiten deren sekundärphotonen dann durch ein Brewsterfenster diskriminiert würde.

Den eintritt und die Magnitude der stimulierten Emission misst man dann an diesem Zweiten Strahl und den fragliche Kausalitätslümmel lässt man ungestört passieren.

ODER, etwas dubioserer Aufbau:


Habe bisher meine Laser immer bloss auf pure Leistung getrimmt um material zu bearbeiten, drum bin ich was solche Aufbauten betrifft nicht so firm - habe auch noch nie versucht ob ich zb den Pockelseffekt oder den Kerreffekt auch als Sensor verwenden könnte indem man ihn mit einem hochfrequenten elektrischen Referenzsignal abgleicht, nachdem man den entsprechenden Kristall etwas mit seiner Struktur um ein paar Grad im Winkel abweichend zum Beam justiert - möglicherweise sollte der Laserstahl dann jedoch auch entsprechend korrelierend zur HF Gepulst werden.

Überlegung wäre dass das Kondensatorartige Verhalten bei zB der Pockelszelle durch die Laserpulse geringfügig verändert wird und sich eine Phasenabweichung in der Hochfrequenz einstellt, oder bei einer pulsierenden Gleichspannung eine Glättung selbiger.... wir könnten dann davon ausgehen dass diese Messungen "sanfter" ist als eben die Photonen in eine Metallplatte zu treiben und dann dort photoelektrisch zu messen.

Damit könnte man dann sehen ob mit zuerst hartem messen und dann anschliessen sanftem messen und in der Umkehr eben mit zuerst sanft und dann hart - sich der statistische Erwartungswert ändert....


Vielleicht ist es aber auch einfacher das erstmal mit Masern zu versuchen...das kann man vermutlich leichter basteln....

Sakslane 11.02.2015 12:16

Du willst also einzelne Photonen dadurch messen, dass sie einen Laser über die Pumpschwelle heben? Oder verstehe ich das auf die Schnelle falsch?

Ich denke, es ist ein generelles Problem, ein Photon "zerstörungsfrei" oder "sanft" messen zu wollen. Letztlich kann man ein Photon nur detektieren, indem man es absorbiert, weil das die einzige Art und Weise ist, wie es mit Materie wechselwirken kann. (Das ist der einzige Feynmann-Vertex der Quantenelektrodynamik.) Wenn man Photonen weiter verwenden will, von denen man schon eine Eigenschaft wie z.B. die Polarisation kennt, dann muss man sie selektieren, d.h. die mit der ungewünschten Eigenschaft rauswerfen, z.B. durch einen Polarisationsfilter. Aber auch der nimmt natürlich wieder Einfluss auf die Photonen und projiziert sie auf einen Polarisationseigenzustand. Da kannst du genau so gut einen weiteren Resonator, eine Pockels- oder Kerr-Zelle nehmen, aber das Prinzip dürfte das gleiche sein.


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