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Hat der Urknall alles verschränkt?

67 Beiträge, Schlüsselwörter: Urknall, Quanten, Verschränkung
jacksback
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Hat der Urknall alles verschränkt?

16.03.2014 um 15:02
AnGSt schrieb:Wenn man wie laut Video keine Info zwischen zwei verschränkten Teilchen übertragen kann, wie funktioniert dann die Quantenkommunikation, bzw was ist das dann?
...les doch mal den Link weiter oben von Konfuse, da wird es einfach erklärt.


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Hat der Urknall alles verschränkt?

16.03.2014 um 15:15
@HYPATIA
vielen Dank für Deine Bemühungen. Wird natürlich wieder ien Weilchen dauern, bis ich das alles verdaut haben werde. :)


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Z.
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Hat der Urknall alles verschränkt?

16.03.2014 um 15:38
@HYPATIA
Vielen Dank für deine lehrreichen Posts, die sprachlich sehr verständlich rüberkommen. :)

Eine Frage.
HYPATIA schrieb:Physikalische Systeme sind aber chaotisch, das heißt, die Ordnung geht verloren.
Ist es nicht eher so, das die Übersicht über mögliche Zustände des Systems "sich verliert", wenn die Komplexität des Systems steigt?

Also die "Ordnung an sich" erhalten bleibt, die Anzahl folgend möglicher Zustände dabei sprungartig ansteigt, somit nicht mehr "vorhersehbar" ist.
LG


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Hat der Urknall alles verschränkt?

16.03.2014 um 15:47
@Z.
Richtig, mit zunehmander Teilchenzahl steigt die Anzahl der möglichen Zustände exponential. Deswegen ist es ab einer bestimmten Teilchenzahl einfach unmöglich quantemechanisch zu rechnen und man muss stattdessen stochastisch vorgehen. Wenn du jetzt ein kleines Teilchen auf ein großes System loslässt, dann wird es effektiv "zufällig" gestört, wodurch die Phasenbeziehungen der einzelnen Frequenzanteile gestört wird. Das ist genau das, was Dekohärenz meint: Der Verlust einer bekannten Phasenbeziehung (Kohärenz) durch externe Störungen. Das ist ja ein Effekt, den du bei allen Wellenphänomenen beobachten kannst, das ist nicht per se etwas Quantemechanisches.

Das chaotische Verhalten sorgt dann dafür, dass du im Schnitt nur noch die klassischen Eigenschaften siehst, weil einfach ein totales "Durcheinander" entsteht.

Deterministisch bleibt das System natürlich weiterhin, das ist klar. Nur, weil eben das große System schon unbekannt ist (also nur seine Statistik bekannt ist, nicht jedoch sein echter Zustand) verlierst du die Informationen des kleinen Systems. Deswegen ist die Messung zufällig, einfach weil der Vorgang, wie du richtig sagtest, praktisch nicht mehr vorhersehbar ist.


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Z.
ehemaliges Mitglied

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Hat der Urknall alles verschränkt?

16.03.2014 um 22:18
@HYPATIA
..."praktisch", in gewissen Sinn...
LG


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Hat der Urknall alles verschränkt?

17.03.2014 um 02:23
@HYPATIA
HYPATIA schrieb:Entropiezunahme ;-)
Kohärenz ist eine bestimmte Ordnung von Frequenzanteilen. Physikalische Systeme sind aber chaotisch, das heißt, die Ordnung geht verloren. Das ist keine Zauberei.
Raff' ich net.

Aber wenigstens befinde ich mich da wohl in bester Gesellschaft...

"Wer glaubt, die Quantentheorie verstanden zu haben, hat sie nicht verstanden." (Feynman)

:D
HYPATIA schrieb:Eine Messung an diesem System projeziert dann diesen komplizierten Zustand auf einen Eigenzustand, und das ist in diesem Fall entweder der Zustand |links richtig rum und rechts richtig rum> oder |links verkehrt rum und rechts verkehrt rum>.
Genau dahin geht meine Frage... Du sagst, die Messung zwingt eine sog. Observable (ist das der korrekte Terminus?) von einem Superpositionszustand in einen spezifischen Eigenzustand. Und so eine Messung ist doch im Prinzip lediglich eine Wechselwirkung mit der Umgebung - etwa irgendwelche Teilchen, die sich bereits in einem Eigenzustand befinden.
Nun war ich davon ausgegangen, dass dieser 'Kollaps der Wellenfunktion' nur und ausschließlich durch eben diese Wechselwirkung eintritt und nicht etwa nach irgendeinem Zeitraum ('Halbwertzeit') quasi automatisch geschieht.
Zweitens ging ich (bzw. wohl bereits der TE) davon aus, dass unmittelbar nach dem Urknall sämtliche Observablen in einem Superpositionszustand befanden. Damit gab es dann aber auch gar keine Umgebung, mit der interagiert werden konnte, um das ganze Gedöhns in Eigenzustände zu zwingen. Woraus sich dann schließlich meine Frage ergab...
Noumenon schrieb:Ist die Eingangsfrage eigtl. schon geklärt...? Wenn die (bereits dekohärente) Umgebung zur Dekohärenz von mit ihr wechselwirkenden, kohärenten Systemen führt, was führte dann einst zur Dekohärenz der Umgebung selbst? :ask:
-
HYPATIA schrieb:Durch die Wechselwirkung mit der Umgebung kommt es effektiv dazu, dass nur ein Eigenzustand des Objektes übrig bleibt und alle anderen Anteile sich verlieren.
Wie gesagt... Was stellte unmittelbar nach dem Urknall diese 'Umgebung' dar, welche den Rest zum Kollaps zwang...? :)


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Hat der Urknall alles verschränkt?

17.03.2014 um 09:39
@Noumenon

Was führt denn hier zu dem Durcheinander?:

Trajektorie eines Doppelpendels

Observablen sind Kennzahlen, für die wir uns als Physiker interessieren, sie haben so keine physikalische Bedeutung. Sie sind nicht der Zustand des Systems. Ein Teilchen hat z.B. keinen "Ort". In einem Ensemble von vielen Teilchen kann eine solche Größe "Ort" aber aus statistischen Gründen ganz nützlich sein, darum überlegt man sich, wie man einem Zustand am besten eine Observable zuordnet. Dabei stellt sich dann raus, dass nur bestimmte Zustände sinnvoll mit einem Ort assoziierbar sind, das nennt man dann die Eigenzustände dieser Observablen.
Es gibt auch noch spezielle Zustände, die in einer gewissen Weise "stabil" sind, das sind dann z.B. Orbitale, in denen du Elektronen in freier Wildbahn begegnest.
Noumenon schrieb:Wie gesagt... Was stellte unmittelbar nach dem Urknall diese 'Umgebung' dar, welche den Rest zum Kollaps zwang...? :)
Der Kollaps der Wellenfunktion ist eine Abstraktion des Messvorgangs. Dabei wird postuliert, dass das Messgerät per Definition nicht quantenmechanisch ist, sondern ein klassisches Objekt. Weil du dann damit keine Dekohärenzeffekte mehr beschreiben kannst lässt du die Wellenfunktion "zufällig" in einen Eigenzustand fallen.

In der Realität ist natürlich auch das Messgerät ein Quantenobjekt, bloß halt viel zu komplex. Und Quantenobjekte haben eine "Wellenfunktion" als Zustand. Diese Wellenfunktion lässt sich mathematisch in einzelnen "Frequenzen" zerlegen. Um nun bestimmte "quantenmechanische Effekte" sehen zu können müssen diese Frequenzen in einer ganz bestimmten Phasenbeziehung zueinander stehen: Wellenberge müssen sich an den richtigen Stellen aufsummieren und an den richtigen Stellen auslöschen. Das System muss also "geordnet" sein.
Wenn das System aber komplex genug ist, dann wird das Verhalten chaotisch. Die Wechselwirkungen in dem System sorgen dafür, dass die Phasenbeziehungen sich verlaufen und damit verschwinden auch die "Quanteneffekte", die wir aus dem Alltag nicht kennen.

Der Grund für die Dekohärenz ist also rein die Komplexität des Systems. Dir sagt bestimmt das Drei-Körper-Problem etwas. Das sind drei Himmlskörper, die sich gegenseitig gravitativ anziehen. Das ist auch ein "chaotisches" System. Das heißt, es verhält sich nach einiger Zeit absolut unvorhersehbar. Und wenn du versuchst, die drei Körper in eine schöne Anordnung zu bringen, dann wird diese Ordnung früher oder später verschwinden, allein wegen der Komplexität des Systems.

Und genau so ist es auch mit großen Quantensystemen. Durch die Komplexität verlierst du bestimmte "Effekte". Natürlich gelten immer noch die Gesetze der Quantemechanik. Alles was du in der Natur siehst, sind letztlich Quantenobjekte die miteinander interagieren. Uns kommen die Dinge, die wir so sehen bloß nicht "komisch" vor, weil wir an sie gewöhnt sind. Was ist zum Beispiel dieses "Licht" und warum verhält es sich so eigenartig? Denkt keiner drüber nach, aber das sind letztlich die Eigenschaften von Photonen die wir beobachten können.
Nur so lustige Dinge wie "Tunnneleffekt" können wir halt leider nicht beobachten, weil das "zu speziell" ist. Aus dem gleichen Grund findest du nie 200 Murmeln, die exakt aufeinander balanciert sind.
Noumenon schrieb:Zweitens ging ich (bzw. wohl bereits der TE) davon aus, dass unmittelbar nach dem Urknall sämtliche Observablen in einem Superpositionszustand befanden. Damit gab es dann aber auch gar keine Umgebung, mit der interagiert werden konnte, um das ganze Gedöhns in Eigenzustände zu zwingen. Woraus sich dann schließlich meine Frage ergab...
Jetzt klarer? Das mit der Observable streichen wir erst mal. Und Superposition ist reine Ansichtssache. Wenn du z.B. die Position eines Elektrons misst, dann weißt du, dass es einen festen Ort hat. Es ist aber keine Superposition aus Orts-Zuständen. Dafür ist der Zustand schon eine Superposition aus Impuls-Zuständen. Du benutzt lediglich eine andere Basis zur Beschreibung des Zustands. Aber an sich gibt es keine "Superposition". Jeder Zustand ist gleichberechtigt.


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