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Was ist ein Teilchen?

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  #1  
Old 10-05-2009, 09:24 PM
Andreas Most
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Hendrik van Hees <[Only registered users see links. ]-giessen.de> writes:

[...]


Das ist Diplomprüfungsstoff. Und Du kannst nichtmal die "allgemeine
Gesetzmäßigkeit" (Rayleigh-Streuung) angeben, warum der Himmel blau ist?
Da ist nichts mit Dichtefluktuationen oder Staub etc.
Tsts... ;-)

Andreas.
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  #2  
Old 10-05-2009, 10:00 PM
Gerhard Tenner
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hinnerkk # pclab.ifg.uni-kiel.de@2:240/2188.911 meinte am 06.10.09
zum Thema "Was ist ein Teilchen?":


Eine auf das Maß menschlichen Verständnisses (genauer Vorstellbarkeit)
beschränkte und deshalb falsche Beschreibung der Wirklichkeit.
Es ist ein wenig so, als wenn man keine größeren Zahlen zulassen würde als
sich Menschen abzählbar Mengen vorstellen können. Und mit den analogen
Folgen des rückschließenden Folgerns, denn einmal ist dann alles über x
nur noch "viel" und daher gleich weil so abstrahiert und andererseits
offenbar ungleich weil erkennbar verscheiden "viel".
Du darfst aus "Teilchen" auf nichts folgern, von dem abstrahiert wurde um
da Teilchen sagen zu können - mehr ist dann auch wieder nicht dran.

Es gibt aber reichlich gute verständliche Darstellung zur falschen Welle-
Teilchen-Krücke und zu moderneren Sichten. Sämtlich freilich länger als
das es sinnhaft wäre sie zu zitieren statt Dich aufzufordern, dort zu
lesen. Notfalls reicht es bei wiki anzufangen oder kritisch zu googeln
(kritisch = im Netz findet man auch falsches).

Gruss Gerhard

Origin: Lohnarbeit muß sich lohnen für den, der zahlt.
Nicht Arbeit muß sich da lohnen, sondern arbeiten lassen.
---
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  #3  
Old 10-05-2009, 10:00 PM
Gerhard Tenner
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Default Was ist ein Teilchen?

hinnerkk # pclab.ifg.uni-kiel.de@2:240/2188.911 meinte am 06.10.09
zum Thema "Re: Was ist ein Teilchen?":


Sie erklärt gar nichts.
In konsequenter Anwendung entstehen faktisch in jedweder beliebig kleinen
Zeiteinheit unendlich viele Welten (denn der Zerfall jedes einzelnen
Elementarteilchens kann ja in der stattfinden oder nicht stattfinden) und
es bleibt die Frage übrig, warum nun ausgerechnet in der, in der wir leben
die Aussagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung zutreffen. Also genau das
Ausgangsproblem.
Neu hinzugekommen sind nur die vielen aus dem Nichts gemachten Vielwelten
.... um den Preis, das Gott nicht mehr würfeln muß.
Auch die gesamten Annahmen zu einem "Kollaps" haben nur den Zweck, das
würfeln zu vermeiden. Weil es "uns" nicht passt, nicht etwa weil es nicht
stattfindet.

Gruss Gerhard

Origin: Lohnarbeit muß sich lohnen für den, der zahlt.
Nicht Arbeit muß sich da lohnen, sondern arbeiten lassen.
---
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  #4  
Old 10-06-2009, 08:57 AM
Arbales
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Default Was ist ein Teilchen?

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"?













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  #5  
Old 10-06-2009, 09:33 AM
Just Pronto
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Arbales schrieb:


Es handelt sich um unteilbare Quanten, der Begriff von "Teilchen" erinnert
an etwas, das aus einem "Stoff" ist - Quanten verursachen ("nur") Wirkung,
sie müssen darüber hinaus nicht (wie vorgestellte Teilchen) zudem erst mal
"an sich da sein".

Siehe
[Only registered users see links. ]

"Im Experiment kann am ersten Strahlteiler die Interferenz eines einzelnen
Photons mit sich selbst beobachtet werden. Das gleiche Photon zeigt am
zweiten Strahlteiler Unteilbarkeit und den Quantenzufall. Somit können
in diesem Experiment drei Quanteneigenschaft an einem einzelnen Photon
gleichzeitig beobachtet werden: Unteilbarkeit, Zufall und Interferenz."

Hier /ist/ ein und dasselbe Photon zweifelsfrei Welle und Quant.

Die Interferenz dieses Photons muß durch eine (dislokal wirksame)
Wellenfunktion beschrieben werden, und sobald es wieder lokalisierbar
ist, "kollabiert" diese wieder. Quanten scheinen es als erste Wahl
"vorzuziehen", dislokal zu interferieren und erst dann wenn das wegen
lokaler Definitheit nicht möglich ist lokal zu "kollabieren".


Dieser Satz ist falsch, denn die Mathematik beschreibt wie es ist,
sie sagt nicht, dass es so ist.

"Wieso" die Welt da ist und nicht nichts und weshalb sie so ist
wie sie ist, das mußt du dir selbst ausdenken!, denn diese Frage hat
sich der Welt nie gestellt, sondern "erst" deiner Säugetier-Psyche.


LOL (Such dir irgendeine Religion aus, die waschen dir die Birne.)
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  #6  
Old 10-06-2009, 10:00 AM
Frank Boldt
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Just Pronto schrieb:


Warum gibt es nur solche Idioten hier in der Newsgroup (auf obiges
sinnloses Kommentar bezogen). Aber nun zu deinem Problem mit den Quanten.
Also ich habe mich damit abgefunden, dass die Physik keine Antwort auf
die "Warum?" Frage liefert. Aber wenn du mehr zu dem Thema wissen
willst, kann ich dir ein PDF empfehlen, wenn du es haben willst, schreib
mir einfach eine Mail. Auch dieses beschreibt nur die allgemeinen
Theorie, also die Kopenhagener Interpretation mit ihren Tücken und
Paradoxen, aber die dafür sehr gut (Bsp. Schrödingers Katze). Und ich
kann dich beruhigen, dass die meisten, die über dieses Thema reden, es
wahrscheinlich noch gar nicht richtig verstanden haben, mich
eingenommen. Aber ich will dir trotzdem helfen. Das andere Stichwort,
was mir gleich einfällt ist die Viel-Welten-Theorie. Mir persönlich sagt
die Viel-Welten-Theorie zur Zeit mehr zu. Also viel Erfolg, und versuch
nicht daran zu verzweifeln.

MfG Frank
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  #7  
Old 10-06-2009, 10:09 AM
Just Pronto
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Frank Boldt schrieb:


Könntest du vielleicht rasch in ein Paralleluniversum verschwinden.
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  #8  
Old 10-06-2009, 10:33 AM
Arbales
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Ja, DASS es so ist zeigen viele Experimente. Meine Formulierung mit
der Mathematik war unglücklich gewählt.

Ich will meine Frage aber präzisieren:

Gibt es eine Vorstellung dessen, wass mit der Welle beim Kollaps
geschieht?

Ich stelle mir gerade ein delokalisiertes Quant vor, das im Detektor
an zwei Orten gleichzeitig auftritt. Nach der gängigen Vorstellung
wird die "Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Teilchens" durch den
Betrag der komplexen Lösung der Wellengleichung geliefert. Sagen wir
sie beträgt für beide Orte 50%, dann würde das Teilchen an jedem der
beiden Orte mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% registriert werden
können.

Stelle ich mir den Detektor nun als einen Satz Würfel vor und ermittle
zufällig durch Würfeln die Position des Teilchens, dann könnte ich mir
ebenso vorstellen, dass das Teilchen gar nicht oder an beiden Orten
auftritt.

Woher "weiß" der zweite Ort "blitzschnell" ob das Teilchen nicht auch
am ersten Ort manifestiert, wenn ein Informationstransport maximal mit
Lichtgeschwindigkeit stattfinden kann?

Die Realität zeigt uns empirisch, dass das Quant irgendwo -wie du
sagst- Wirkung erzeugt. Dies ist im Experiment mehrfach nachgewiesen
und die Mathematik beschreibt diesen Umstand.

Meine Frage zielt aber darauf ab, was genau geschieht, damit wir ein
diskret lokalisiertes Teilchen "sehen".


Meine Vermutung geht momentan in folgende Richtung:

Die Photoplatte besteht ebenfalls aus einer der Wellengleichung
folgenden Materie. Ihre Quantenzustände sind also im Raum
delokalisiert, wenn auch ihre de-Broglie-Wellenlängen sehr klein sind.

Mein Ansatz geht nun davon aus, dass zu jedem möglichen Detektionsort
ein bestimmter Quantenzustand der Photoplatte zuzuordnen ist.


Dies würde in der Schlussfolgerung folgendes bedeuten:

Die "verschmierte" Photoplatte registriert das "verschmierte" Photon,
wobei die einzelnen Möglichkeiten sich ungestört überlagern. Zu jedem
Quantenzustand des "Beobachters" würde demzufolge genau ein möglicher
Detektionsort gehören, ohne dass die unterschiedlich möglichen
Beobachter sich gegenseitig wahrnehmen könnten, da ihre Zustände nicht
miteinander wechselwirken.

Makroskopisch gesprochen:
Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit sitze ich jetzt nicht am
Computer, sondern bin am Bahnhof und kaufe mir eine Fahrkarte nach
Hamburg. Nur dann sehe ich auch den Zug auf Gleis drei einfahren.
Sitze ich am Computer, dann sehe ich weder mich am Bahnhof noch den
einfahrenden Zug.

Diese Vorstellung finde ich sehr angenehm, weil sie gleichzeitig
erklären würde, warum wir die parallelen Realitäten nicht "sehen"
können.


Allerdings gibt es einen Haken: Wenn man diesen Ansatz weiter
verfolgt, warum "sehen" wir dann das Bose Einstein Kondensat eines
einzelnen Atoms??
Oder "können" wir es vielleicht gar nicht sehen und sehen nur eine
Wahrscheinlichkeitsverteilung mehrerer solcher Atome deren Verteilung
sich deterministisch an der amorphen Verteilung der Quantenzustände
des Beobachters orientiert?
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  #9  
Old 10-06-2009, 10:44 AM
Arbales
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Nachtrag:

Nach meiner Interpretation entsteht die gemessene
Wahrscheinlichkeitsverteilung, bzw die beobachteten Interferenzmuster
aufgrund der "zufälligen" Anordnung der Quantenzustände des
Beobachters.

"Beobachter" meint hier die beobachtende "Welt"
"zufällig" meint hier, dass wir sie nicht kennen, unabhängig davon, ob
sie eventuell deterministisch erzeugt wurde.


Legt man diese Idee zugrunde, so wäre Schrödingers Katze nicht nur tot
oder am Leben, sondern es würde auch gleichzeitig der Experimentator
gleichzeitig den Deckel der Kiste öffenen, bzw ihn geschlossen lassen.
Nur der Experimentator, der den Deckel öffnet, sieht die Katze, bzw
genau ein Zustand des delokalisierten Experimentators sieht genau eine
mögliche Katze.
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  #10  
Old 10-06-2009, 10:58 AM
Arbales
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Vielen Dank für die Antworten.
Georgs Antwort hat mir wirklich weitergeholfen. Ich freue mich auch,
dass meine eigenen Überlegungen nicht ganz aus der Luft gegriffen und
meine Probleme mit der Kopenhagener Deutung durchaus berechtigt waren.


Gibt es berechtigte Einwände gegen die Vielweltentheorie, bzw enthält
sie ungelöste Widersprüche??
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Tags
ein , teilchen


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