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Erschienen in:

2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

29. Interpretation IV

verfasst von : Marcus Elstner

Erschienen in: Physikalische Chemie II: Quantenmechanik und Spektroskopie

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Die antisymmetrische Form der Wellenfunktion wird durch das Pauli-Prinzip erzwungen und führt dazu, dass die Eigenschaften der Elektronen untereinander korreliert sind (Kap. 28).

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So wie man eine Schafherde durchzählen kann, sozusagen jedes Schaf mit einer gedachten Nummer versieht und sich vorstellt, dass die Schafe von nun an diese gedachten Nummern haben.

Die folgende Diskussion orientiert sich an zwei Übersichtsartikeln [18, 44], die auch einen Überblick über weiterführende Literatur geben.

Zu der Unterscheidung ‚epistemisch-ontologisch‘, siehe Abschn. 6.3.

Wohl aber kann man sagen, er ist durch die Fusion von zwei Tropfen entstanden.

Sie sagen: ‚Aber klar, die haben doch unterschiedlichen Spin!‘ Nun, weiter unten werden wir sehen, auch der Spin wird durch eine Superposition dargestellt und taugt daher nicht zur Individuierung.

Dies gilt aber nicht für die De-Broglie-Bohm-Version der Quantenmechanik, die explizit auf Trajektorien beruht (Abschn. 6.2.3). Im Rahmen der OQM ist die epistemische Variante jedoch nicht mehr relevant.

Eine Vorstellung, die nach Abschn. 13.2 eh unsinnig ist!

Schrödinger E (1952) Br J Philos Sci 3:233.

Phys Rev 47:777 (1935).

Wir folgen hier der Diskussion in [54]. Dies ist eine sehr einfache Darstellung der Bell’schen Ungleichung.

\(N= \sum _i N_i\).

Dabei wurde nicht die Spinrichtung als Observable verwendet, sondern die Polarisation von Photonen. In Bezug auf Aussagen und Ergebnisse sind aber die beiden Systeme äquivalent.

Dies passiert explizit in der De-Broglie-Bohm’schen Mechanik (Abschn. 6.2.3). Hier werden verborgene Parameter eingeführt, die Positionen der Teilchen: Die Teilchen bewegen sich damit auf Trajektorien, unter Berücksichtigung der Nichtlokalität der Quantenmechanik. Wir können hier leider nicht näher darauf eingehen.

Scully M, Engler B, Walther G (1991) Quantum optical tests of complementarity. Nature 351:111. Experimentell realisiert in: Dürr S, Nonn T, Rempe G (1998) Origin of quantum-mechanical complementarity probed by a ‚which-way‘ experiment in an atom interferometer. Nature 395:33. Siehe auch Ma X, Kofler J, Zeilinger A (2016) Delayed-choice gedanken experiments and their realizations. Rev Mod Phys 88:015005. Ananthaswamy A (2018) Through two doors at once – the elegant experiment that captures the enigma of our quantum reality. Dutton, New York.

In Abschn. 3.3 wurde darauf hingewiesen, dass die Rede von Photonen bei klassischen Lichtquellen problematisch sein kann. Hier aber wird Licht portionsweise in eine Kavität abgegeben, das sich durch die Randbedingungen als ebene Welle beschreiben lässt, also der Fall ist, auf den sich die Quantenelektrodynamik bezieht [39]. Die Rede von Photonen ist daher sinnvoll.

Damit Interferenz auftritt, benötigt man Teilchen gleicher De-Broglie-Wellenlänge. Wenn nun bei einer Weg-Messung sich die Wellenlänge z. B. durch einen Stoß ändert, kann keine Interferenz mehr auftreten, das ist das Modell ‚Messen = Stören‘ (Abschn. 13.3.1).

\(\sigma = \left[ \alpha (1)\beta (2) - \alpha (2)\beta (1)\right] /\sqrt{2} \).

Für die Wellenfunktion, die radioaktives Präparat und Katze beschreibt (Abschn. 13.1.4), macht man einen analogen Ansatz \(\Psi = c_1 \psi _\mathrm {u} \phi _\mathrm {l} + c_2 \psi _\mathrm {z}\phi _\mathrm {t}\). Damit kann man dann eine analoge Analyse machen.

‚cc.‘ bedeutet das komplex konjugierte des letzten Ausdrucks.

Ein Beispiel dafür haben wir in Abb. 12.5 diskutiert.

Und wir haben in Abschn. 6.4 gesehen, dass wir alle genuinen Quantenphänomene nicht physikalisch, wohl aber mathematisch verstehen können.

Im Prinzip kann man mit diesem Versuch das Gleiche machen, wie mit dem Doppelspalt und den Kavitäten, siehe Am J Phys 88:298 (2020).

Adaptiert aus: Zeilinger in Spektrum der Wissenschaft 11/08, siehe auch Ma, Kofler, Zeilinger (2016) Rev Mod Phys 88:015005.

Wie bei den Kavitäten ist in diesem Beispiel die Rede von Photonen sinnvoll. Bei diesem Versuch wird ein korreliertes Photonenpaar (durch parametrische Fluoreszenz/parametric down-conversion) erzeugt und die Messung durch einen Koinzidenzzähler zwischen D1 und D2 ausgewertet, wie in Abschn. 3.3.3 besprochen.

Zureck W (1991) Physics Today, 44:36, Decoherence and the Transition from Quantum to Classical–Revisited. Los Alamos Science 27 (2002), Decoherence, Einselection and the quantum origins of the classical. Rev Mod Phys 75:715 (2003).

Oder die Größe der räumlichen Aufspaltung des Atomstrahls im Stern-Gerlach-Versuch.

Üblicherweise wird der Übergang der Quantenmechanik zur klassischen Mechanik als von der Größe \(\hbar \) abhängig beschrieben. Nun gibt es aber Situationen, in denen man beispielsweise die Fullerene C60 als klassische Teilchen beschreiben kann, ja in der Quantenchemie werden sogar meist die Atomkerne klassisch beschrieben. Auf der anderen Seite aber gibt es Interferenzversuche mit C60. Offensichtlich ist das mit dem sogenannten Grenzübergang \(\hbar \rightarrow 0\) nicht so einfach.

Bitte beachten Sie, in Abschn. 20.1.5 haben wir zwei Versionen des Kollaps besprochen. Was wir hier nur benötigen, ist die zweite Version, das Verschwinden der Interferenzterme.

Für einen Überblick über einige der Ansätze, siehe Ref. [19].

Dargestellt z. B. in Healy R (2016) Quantum-Bayesian and pragmatist views of quantum theory. Stanford Encyclopedia of Philosophy.

Adler S (2003) Why decoherence has not solved the measurement problem. Stud Hist Philos Sci Part B 34:135.

Titel: Interpretation IV
verfasst von: Marcus Elstner
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Buch: Physikalische Chemie II: Quantenmechanik und Spektroskopie
Print ISBN: 978-3-662-61461-7

Electronic ISBN: 978-3-662-61462-4

Copyright-Jahr: 2021
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-61462-4_29

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