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Raumschiffantrieb

181 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Raumfahrt, Raumschiff, Antrieb ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 08:36
Noch ein Nachtrag,habe ich eben vergesen.

Die "Rückreise" der Funksignale wird zwar schneller vonstatten gehen als die Hinreise mit dem Raumschiff.

Aber die Qualität der Signale verschlechtert sich rapide. Bei einer ungünstigen Konfiguration des Raumes der durchquert werden muss kann schon bei relativ kurzen Strecken ein Totalverlust des Signals drohen.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:29
Zitat von EDGARallanPOEEDGARallanPOE schrieb:Die Reise eines solchen Raumschiffes würde dann für uns an einem Punkt enden an dem die Funksignale des Raumschiffes die Erde nicht mehr in einem verwertbaren Zustand erreichen.

Ich halte das Problem der Informationsübermittlung für schwerwiegender als das Antriebsproblem.
auch wenns sich nach sci-fi, so denke ich aber, dass wir bald die quantenverschrenkung zur informationsübertragung verwenden, ohne zeitverlust.

dafür müsste man aber erstma am reiseziel ankommen und dort eine enstrechende vorrichtung bauen.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:33
Zitat von MalthaelMalthael schrieb:auch wenns sich nach sci-fi, so denke ich aber, dass wir bald die quantenverschrenkung zur informationsübertragung verwenden
Geht nach heutigem Stand nicht, da die Maximalgeschwindigkeit für Informationsfluss c ist. Durch Quantenverschränkung kann man desweiteren keine geordneten Informationen übertragen. Noch nichtmal ein einfaches SOS im Morsecode lässt sich damit übermitteln.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:37
Zitat von HeizenberchHeizenberch schrieb:Geht nach heutigem Stand nicht, da die Maximalgeschwindigkeit für Informationsfluss c ist. Durch Quantenverschränkung kann man desweiteren keine geordneten Informationen übertragen. Noch nichtmal ein einfaches SOS im Morsecode lässt sich damit übermitteln.
quantenverschränkung ist doch unmittelbar. wenn ein photon seinen spin umkehrt, kehrt sein partnerphoton seinen spin ebenfalls um, auch wenn sie lichtjahre von einander entfernt sind.
ist halt alles zukunftsmusik.
aber einen einfachen binärcode könnte man damit übertragen.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:39
@Heizenberch and all
wie lange braucht das licht von der erde zum mars, zu dem zeitpunkt wo sie am weitesten von einander entfernt sind?
PS.eine exakte angabe ist nicht nötig.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:43
Zitat von MalthaelMalthael schrieb:quantenverschränkung ist doch unmittelbar. wenn ein photon seinen spin umkehrt, kehrt sein partnerphoton seinen spin ebenfalls um, auch wenn sie lichtjahre von einander entfernt sind.
Ist das wirklich so? Ich glaube eigentlich nicht. Die Wechselwirkung ist glaube ich, so zu verstehen, dass Du, sobald Du den Spin des einen misst, dann auch den Spin des anderen kennst. Aber nach der ersten Messung ist dieser Mischzustand ja nicht mehr gegeben (Kollaps der Wellenfunktion). Danach kannst Du mit dem einen Teilchen machen, was Du willst, das andere wird davon nix wissen (meine ich).


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:47
Zitat von UrrghsUrrghs schrieb:Ist das wirklich so?
ja das ist wirklich so.
was du meinst ist das dopplespaltexperiment und hat wenig mit verschränkten photonen und mit ihrem spin zu tun.
das DSE dient nur zur ermittlung ob es sich bei licht um eine welle oder ein teilchen handelt.

du musst dir das erweiterte experiment anschaun.
es heisst: Delayed Choice Quantum Eraser Experiments

dabei ging es hauptsächlich um verschränkte photonen.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:51
Ich schau mir das an; ja. Aber das, was ich gesagt habe stimmt glaube ich soweit.
Die Verschränkung dauert nur solange an, bis Du eine Messung durchführst; danach ist nix mehr mit Wechselwirkung.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 09:53
Zitat von UrrghsUrrghs schrieb:Die Verschränkung dauert nur solange an, bis Du eine Messung durchführst; danach ist nix mehr mit Wechselwirkung.
nein ^^
nicht die verschränkung, sondern die wahrscheinlichkeitsverteilung/wellenfunktion kollabiert, wenn du eine messung durchführst.
das hat mit verschränkung nichts zu tun, weil in diesem experiment keine verschränkten photonen vorkommen.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 10:04
ääähhh; ja, aber Du hast doch explizit von Verschränkung gesprochen; und darauf beziehe ich mich hier....auf nix anderes. Du hast gemeint:
Zitat von MalthaelMalthael schrieb:quantenverschränkung ist doch unmittelbar. wenn ein photon seinen spin umkehrt, kehrt sein partnerphoton seinen spin ebenfalls um, auch wenn sie lichtjahre von einander entfernt sind.
Und dann hast Du gemeint, dass man damit Binärcode schneller als c übertragen könnte; und darauf habe ich mich bezogen. Und doch; mit der Messung geht doch auch der Mischzustand verloren; danach ist nichts mehr verschränkt. Die sogenannte Verschränkung beschreibt eben das Unwissen über das System; das ist doch der Clou bei der Sache. Nach der Messung keine Verschränkung mehr. Wenn Du meinst, dass dies anders ist, dann zeig mir das bitte.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 10:11
Im Startrek Universum kann Kommunikation und gar Transport von Materie in einem sog. Subraum statt finden. Auch wenn nur eine Film, ist dieses fantasiekonzept immerhin lesenswert
http://de.memory-alpha.org/wiki/Subraum


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 10:20
Hab einige sehr schöne Kommentare zu dem "Delayed Choice Quantum Eraser Experiments "
gefunden: http://physics.stackexchange.com/questions/18605/variation-of-delayed-choice-quantum-eraser

Ich denke, dass dies wirklich lesenswert ist. Habe es gerade nur überflogen, doch da wird unten einiges gesagt, was Hand und Fuss hat.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 11:10
@Urrghs
langsam machst du mich müde.
ich weiss nicht wie oft ich das noch sagen muss, dass du quantenverschränkung mit der wellenfunktion verwechselst.
Youtube: Doppelspaltexperiment & Quantenverschränkung
Doppelspaltexperiment & Quantenverschränkung



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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 11:14
vergiss die Wellenfunktion.

Behauptest Du wirklich, dass ein Teilchen nach der Messung immernoch verschränkt ist?


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 11:18
@Urrghs
du erkennst den unterschied wohl immer noch nicht.
ich werde mal etwas aus meinem block reinkopieren.
ich werd nur die fakten darlegen, deine meinung kannse dir selbst bilden.

2. Das "Delayed Choice Quantum Eraser" Experiment

Der folgende Versuchsaufbau zeigt das "Delayed Choice Quantum Eraser" Experiment, wie es bereits im Jahr 1982 durch Scully and Drühl vorgeschlagen wurden. Damals fehlten allerdigns noch die erforderliche Messgeräte, weshalb das Experiment erst im Jahr 1999 wirklich durchgeführt werden konnte. Auch wenn das Experiment auf den ersten Blick ziemlich kompliziert aussieht, sie werden seinen Aufbau in wenigen Minuten verstanden haben :
b651e82 01103a

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 :

b587b74 01104b

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.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 11:41
Zitat von UrrghsUrrghs schrieb:Behauptest Du wirklich, dass ein Teilchen nach der Messung immernoch verschränkt ist?
das behaupte ich nicht, dass hat man gemessen.
du solltest dich wirklich besser über dieses thema informieren.
vor allme weil es ehr interessant ist und damit du den unterschied zwischen der wahrscheinlichkeitsverteilung und der verschränkung verstehst.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 11:54
Naja; was ich nicht verstehe, ist, worauf Du jetzt eigentlich hinaus willst.
Was willst Du eigentlich mit den Ausführungen zu dem Experiment sagen bzw. andeuten?

Ich bezog mich auf DIESE Deine Aussage:
Zitat von MalthaelMalthael schrieb:quantenverschränkung ist doch unmittelbar. wenn ein photon seinen spin umkehrt, kehrt sein partnerphoton seinen spin ebenfalls um, auch wenn sie lichtjahre von einander entfernt sind.
ist halt alles zukunftsmusik.
aber einen einfachen binärcode könnte man damit übertragen.
Du sprichst hier davon, dass Spins umgekehrt werden, aber von einer echten Umkehrung kann man nur sprechen, wenn man 2 Messungen durchgeführt hat: (bei der ersten einen Wert misst und bei der zweiten den anderen.) Bei der Messung wird dieses System allerdings gestört; das ist doch nunmal so. Danach kannst Du mit dem einen Teilchen machen, was Du willst; es wird das andere nicht beeinflussen. Und weil Du vor der Messung nicht weisst, was diese für ein Ergebnis liefern wird, kannst Du auch keine Information damit transportieren.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 11:59
@Urrghs
ich mag echt nicht mehr.
Zitat von UrrghsUrrghs schrieb:Du sprichst hier davon, dass Spins umgekehrt werden, aber von einer echten Umkehrung kann man nur sprechen, wenn man 2 Messungen durchgeführt hat:
das hat man getan und festgestellt, dass der spin des partnerphotons sich unmittelbar, ohne zeitverlust, sich ebenfalls ändert.

wenn ein verschränktes photon, sein spin von links auf rechts ändert, dann ändert sein partnerphoton seinen spin unmittelbar von rechts nach links, egal wie weit sie von einander entfernt sind.
Zitat von UrrghsUrrghs schrieb:Bei der Messung wird dieses System allerdings gestört
die messung lässt die wellenfunktion, eines photons kollabierenm. die messung hat keinen einfluss auf verschränkte teilchen.
du verwechselst immer noch das doppelspaltexperiment mit verschränkten teilchen.

mach dich erstmal schlau, weil ich echt keine lust habe mich zu wiederholen.


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 12:05
Nein; ich verwechsle nicht das Doppelspatexperiment mit Verschränkung.
Zitat von MalthaelMalthael schrieb:das hat man getan und festgestellt, dass der spin des partnerphotons sich unmittelbar, ohne zeitverlust, sich ebenfalls ändert.

wenn ein verschränktes photon, sein spin von links auf rechts ändert, dann ändert sein partnerphoton seinen spin unmittelbar von rechts nach links, egal wie weit sie von einander entfernt sind.
Wo wurde das denn bitte getan? Zeige mir bitte diese exakte Interpretation in einer Veröffentlichung.
Da bin ich wirklich mal gespannt; und dann sehe ich schon, dass die kommenden Abende bzw. das Wochenende verplant sind, weil ich das Zeugs nachzuvollziehen versuche :)


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Raumschiffantrieb

16.01.2013 um 12:13
@Urrghs
das ist keine interpretation, dass sind messdaten.
es ist nicht meine aufgabe, dich aufzuklären. das liegt in deiner verantwortung.

wenn du dich in diesem thema engagieren willst, dann solltest du dich erstmal informieren, weil dein kenntnissstand im bezug auf wellenfunktionen und verschränkung, lückenhaft ist.


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