Was ist ein Teilchen?

"Gregor Scholten" schrieb:
On 6 Okt., 13:04, Frank Müller <[Only registered users see links. ]> wrote:

Lineare Differentialgleichung? Das klingt für mich nach
Mathematik, ich vermute mal das eine derartige Gleichung
auf einen linearen Logarithmus aufgebaut ist, die ist dann
natürlich nur bedingt in der Realität anzuwenden.

Frank

On 6 Okt., 15:37, Frank Müller <[Only registered users see links. ]> wrote:




???

Was er meinte, war, dass die Lösungen dieser DGL alle linear
unabhängig sind.

Oder Salopp gesagt:
Was wir als Realität sehen, ist eine Projektion auf den von den
Zuständen, die wir beobachten aufgespannten Zustandsraum.

Das delokalisierte Elektron sieht also in unserem Zustandsraum nur so
aus, als befände es sich an genau dem Ort, an dem es sich gerade
befindet.

Kann man das so ausdrücken?

On 6 Okt., 16:52, Gregor Scholten <[Only registered users see links. ]> wrote:


Atome sind sehr klein.
Elementarteilche noch kleiner.
Es ist aber sicher nicht so, daß man sich die obigen zwei als kleine
Bällchen vorstellen sollte.
(Siehe mein nie geschriebenes Buch: "Atome sind doch keine kleinen
Bällchen".)

"Gregor Scholten" schrieb:
On 6 Okt., 15:37, Frank Müller <[Only registered users see links. ]> wrote:

Wenn man das logisch auf einen Rechenschieber drucken kann
dann ist das für mich linear (halt als Linie darstellbar).

Frank

"Arbales" schrieb:
On 6 Okt., 15:37, Frank Müller <[Only registered users see links. ]> wrote:

Ja. Aber wir haben ja mittlerweile Computer die
Bilder auswerten können, die fest installiert
digitale Kameras aufgenommen haben. Da ist dann
kein "menschlicher Faktor" mehr drin. Also müßte
das Ergebnis doch dann real sein und nicht nur
das, "was wir als Realität sehen"


Warum soll es sich wo anders befinden?
Ein einzelnes Elektron kann man leider nicht mit der Lupe sehen,
aber wenn man da etwas größeres erfaßt was man aber auch nicht
mit bloßen Auge sehen kann, wie einen TV-Satelliten, der hängt
da oben, ich kann ihn nicht sehen, aber ich kann eine Antenne
auf ihn ausrichten und Signale von ihm empfangen, also muß der
genau da sein wo ihn irgendwer "hingeschoben" hat. Warum diese
Logik bei Elektronen nicht auch funktionieren soll verstehe ich
nicht.

Frank

Am Tue, 6 Oct 2009 05:40:26 -0700 (PDT) schrieb Gregor Scholten:


Das ist ein sehr gutes Beispiel dafür, dass die Physik keine "Warum-Fragen"
beantwortet. Die "Erklärung", dass die Schwerkraft dran schuld sei, dass
Newton der Apfel auf den Kopf gefallen ist, ist nämlich gar keine
Erklärung, sondern eine Tautologie: eine Kraft ist *DEFINIERT* als etwas,
was eine Masse beschleunigen kann. Und weil Newton nach genauem Hinsehen
festgestellt hat, dass sich der Apfel aus seiner Ruhelage auf seinen Kopf
zu beschleunigt hat, musste, damit die *Definition* nicht fallen gelassen
werden muss, eine Kraft auf den Apfel gewirkt haben - die Schwerkraft.

Nun kann man eine *Definition* schwerlich als Erklärung oder gar als
Erkennntisgewinn bezeichnen. Sie wird halt mehr oder weniger willkürlich so
gemacht, dass eine Theorie, die diese Definition enthält, zutreffende
Vorhersagen macht.

Der Erkenntnisgewinn, den die Physik dennoch liefert, besteht in was
anderem als letztgültigen Erklärungen, und er wird rein philosophisch
begründet: die Physik schafft ein *Modell* der Natur, das im angestrebten,
aber nie erreichbaren Idealfall, genau so gut funktioniert wie die Natur
selbst, ohne selbst identisch mit der Natur zu sein. Der Mensch wird
Schöpfer ...

--
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Ein TeilCHEN ist etwas kleines. Durch das Diminutivsuffix "chen" erkennt man
das!

mfg
Franz


"Arbales" <[Only registered users see links. ].uni-kiel.de> schrieb im Newsbeitrag
news:[Only registered users see links. ]...
Was ist ein Teilchen?

Die Frage klingt harmlos, wenn wir die makroskopische Anschauung
bemühen.

Das Doppelspaltexperiment zeigt aber, dass der Wellencharakter sowohl
für Licht, als auch für Materie gilt. Die weiterführenden Experimente,
in denen Licht hinter jedem der Spalte polarisiert und vor Erreichen
der Photoplatte wieder depolarisiert wird (Quantenradierer) macht
deutlich, dass die Welle beide Spalte passiert hat, um das
Interferenzmuster zu erzeugen.
Nach der Kopenhagener Deutung befindet sich "das Teilchen" in
Superposition und die Wellenfunktion kollabiert erst bei der "Messung"
also beim Auftreffen auf die Photoplatte.

Ich kann sehr gut mit der Vorstellung eines "verschmierten" Teilchens
leben, allerdings verstehe ich nicht, wie dieser Kollaps der
Wellenfunktion genau vor sich geht.

Natürlich sind auch die Nachweise des Teilchencharakters einleuchtend,
allerdings hilft mir auch die formale Darstellung des Messprozesses
nicht beim Verständnis WARUM die Photonen als Teilchen von der
Photoplatte registriert werden.

Hier hilft mir auch nicht die makroskopische Anschauung, dass Materie
ja offensichtlich aus Teilchen besteht. So offensichtlich finde ich
das gar nicht.

Stellen wir uns anschauungshalber - unabhängig von der technischen
Realisierbarkeit - ein Atom vor, dessen De-Broglie-Wellenlänge die
Größe eines Fussballes hat. Sorgen wir auch dafür dass keine äußeren
Einflüsse, wie zum Beispiel Beleuchtung des Fussballes zu einer
Energieaufnahme führen. Lassen wir dieses "kalte" Atom nun den
Doppelspalt passieren, dann wird es zwangsläufig durch beide Spalte
gleiten und sich dahinter gemäß der Huygensschen Elementarwellen
ausbreiten und interferieren.

Und dann passiert es: Es landet "irgendwo" auf dem Schirm und nicht
"überall"

Wieso verhält sich die Lösung der Wellengleichung, also Psi, wie eine
Aufenthaltswahrscheinlichkeit und das "Teilchen" erscheint an "einem
diskreten Ort" im Detektor?

Woher weiß dieses Teilchen von den anderen Orten, an denen es nicht
auftritt?

Die Mathematik sagt mir nur, dass es so ist, aber nicht wieso. Bitte
helft mir, ich bin verzweifelt.

Kann man eine Welle irgendwie dazu bringen sich nur an einem einzigen
Ort zu manifestieren? Könnte es sein, dass die "verschmierte" Energie
solange im Detektor "zusammenläuft" bis ein komplettes "Quant"
vorliegt und so die Photoplatte anregen kann oder muss ich mir die
Photoplatte selbst als "Welle" vorstellen, damit sie mit dem in
Superposition befindlichen Photon interagieren kann? Ist also der
Detektionsprozess ebenfalls eine "Interferenzerscheinung"?

Arbales <[Only registered users see links. ].uni-kiel.de> wrote in news:067c03d2-3db4-
[Only registered users see links. ]:

Eine Aussage mit ziemlich vagem Inhalt.
Was soll "Wellencharkter" exakt sein?
Im Falle materieller unteilbarer Teilchen ist dies keinesfalls erwiesen.
Deren Wellenfunktion ist lediglich eine mathematische Beziehung im
Unterschied zu EM-Wellen, welche tatsächlich Feldwellen sind.
Eine Deutung die sich selber in Widersprüche verwickelt.
Nur in den Gedanken des Betrachters.
Na sooo einleuchtend scheint die der "Teilchencharakter nicht zu sein.
"Offensichtlich" ist keine Erklärung.
Was besagt dir die deBroglie-Wellenlänge?
Esb ist lediglich eine mathematische Beziehung, aber keine real
existierende Welle.
Eben nicht.
Das "kalte" Atom geht nur durch einen der beiden Spalte hindurch.
Sonst gteht weiter nichts durch irgend einen der Spalte hindurch.
Die Welle und das Interferenzmuster sind in diesem Falle lediglich ein
statistisches Muster eines Ensembels von vielen Teilchen.
(vom Typ her, genauso ein Muster wie ein "Apfelmännchen")
Der "Wellencharkter" kommt also nicht dem Teilchen zu, sondern dem
Ensembel. Das ist der wesentliche Unterschied.
Who is the problem?
Weil die Wellenfunktion keine Eigenschaft des Teilchens ist, sondern eine
Eigenschaftb des Ensembels von Teilchen.
Es weis gar nicht und muss auch nichts wissen von den anderen Teilchen.
Warum sollte es das?
Das ist lediglich eine menschliche Gedankenillusion was du da machst.
Sein Verhalten ist rein zufällig, aber so, dass im Ensembel das Bild der
Wellenfunktion heraus kommt.
Auch bei allen Mustern der "Chaostheorie" braucht ein "Teilchen" nicht zu
wissen wie es sich zu verhalten hat. Das zufällige Verhalten des
Einzelteilchens produziert das Bild des Ensembels.
Die Erklärung für das wieso ist am Einzelteilchen nicht wahrnehmbar.
Eindeutig nein, aber dies geschieht ja auch nicht.
Nochmals: die Wellenfunktion ist eine Eigenschaft des Ensembels nicht des
Einzelteilchens.
Daher ist die Aussage, ein Teilchen sei sowohl Teilchen als auch Welle
schlichtweg falsch.

--
Selber denken macht klug.

Am Wed, 7 Oct 2009 03:20:19 -0700 (PDT) schrieb Gregor Scholten:


Naja, ich wollte nicht zu weit ausufern. Auch das Gravitationsgesetz ist
keine Erklärung, sondern lediglich eine Beschreibung der Verhältnisse.

--
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Gregor Scholten wrote:


Auch dies ist noch zu ungenau. Das Interferenzmuster bezieht sich nämlich in
der Tat nicht auf einzelne Teilchen, sondern auf die Wahrscheinlichkeiten,
die sich durch das Quadrieren des Betrags der Wellenfunktion ergibt: Bei
ununterscheidbaren Alternativen, also in diesem Fall, wenn das Teilchen
durch verschiedene Spalten geflogen sein kann, ohne daß dies irgendwie auch
nur prinzipiell festgestellt werden kann, addieren sich die Amplituden und
nicht die Wahrscheinlichkeiten, und das macht eben das Interferenzphänomen
aus.

Gleichwohl zeigt ein einzelnes Teilchen kein Interferenzmuster auf dem
Beobachtungsschirm, sondern lediglich eine hinreichend große Anzahl
voneinander unabhängig präparierter Teilchen. Dabei können
selbstverständlich die Teilchen hübsch separiert nacheinander durch die
Anordnung gegangen sein, so daß immer nur ein Teilchen vorhanden war, aber
das Interferenzmuster ergibt sich trotzdem.

Der qm. Zustand des Teilchens beschreibt (jedenfalls in der von mir
favorisierten minimalen statistischen Interpretation) nicht das einzelne
Teilchen, sondern macht eben bloß Wahrscheinlichkeitsaussagen betreffs
Messungen an dem Teilchen, die nur an hinreichend großen Ensembles mit
hinreichender Genauigkeit überprüft werden können, bezieht sich also
letztlich auf diese Ensembles. Der Zustand ist dem einzelnen Teilchen
freilich insofern zugeordnet als er einer (meist idealisierten)
Beschreibung des Präparationsvorgangs entspricht, d.h. in unserem Fall
durch die Präparation von im Impuls hinreichend bestimmten Teilchen, die
auf einen Doppelspalt treffen, so daß der Zustand mit hinreichender
Genauigkeit als eine Welle mit wohlbestimmter Phase (Kohäherenz)
beschrieben werden kann.


Genau, denn die oben beschriebene Präparation gibt eine breite
Ortsverteilung, d.h. die Vorhersagbarkeit des Aufenthaltsortes bei einer
Messung ist sehr beschränkt (Unschärferelation).


Ist sie nicht, wie oben beschrieben. Es braucht keine Wechselwirkung
zwischen den einzelnen Teilchen, um das Interferenzmuster hervorzurufen,
gleichwohl ist der qm. Zustand nur in einem sehr spezifischen Sinne dem
Einzelsystem zugeordnet, beschreibt aber nur das Verhalten eines
hinreichend großen Ensembles. Das ist schon durch die
Wahrscheinlichkeitsinterpretation impliziert.

--
Hendrik van Hees Institut für Theoretische Physik
Phone: +49 641 99-33342 Justus-Liebig-Universität Gießen
Fax: +49 641 99-33309 D-35392 Gießen
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