Grundlagenprobleme der Quantenmechanik

TomS

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Die fundamentalen Alternativen sind doch übersichtlich
  1. objektiver, nicht eliminierbarer Zufall
  2. objektiver allerdings praktisch nicht nutzbarer Determinismus (jedoch subjektiver Zufall)
  3. keine eindeutigen Messergebnisse d.h. viele Welten (wiederum objektiver Determinismus jedoch subjektiver Zufall)
 
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Bernhard

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Er erklärt jedoch nicht die Anregung gerade bei a1 - und nicht bei einem anderen a1’. But this is the unique outcome problem of quantum measurement!
Dafür sollte man doch noch eine Erlärung finden können: Ich denke, dass der Startpunkt der Nebelspur von der Konfiguration der Wassermoleküle der Nebelkammer festgelegt wird. Je nachdem welcher Bereich in der Nebelkammer durch die angenommenen elastischen Streuungen gerade am stärksten abegekühlt werden (Oben bitte "Erwärmung" durch "Abkühlung" ersetzt denken - mein Fehler) starten die Nebelspur, womit ich Teil a meines "Übungsblattes" als gelöst bezeichnen würde.

Wir erkennen bei dieser Aufgabe auch das "Zufallselement" und zwar in den Geschwindigkeiten und Richtungen der einzelnen Wassermoleküle der Nebelkammer.

Interessantes Ergebnis: Das eigentliche Messergebenis (Nebelspur) wird durch das Wechselwirken einer Wellenfunktion (zB Elektron) mit einem Detektor (Nebelkammer) erzeugt. Beide tragen zum Ergebnis bei.
 

TomS

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Ich denke, dass der Startpunkt der Nebelspur von der Konfiguration der Wassermoleküle der Nebelkammer festgelegt wird.
Das wäre ein extrem subtiler Effekt und geht in die Richtung der Vermutungen Neumaiers - d.h. wird von praktisch allen anderen seit ca. einem Jahrhundert entweder übersehen oder explizit abgelehnt.
… womit ich Teil a meines "Übungsblattes" als gelöst bezeichnen würde.
Du würdest fast überall - außer in Wien - Null Punkte bekommen. Nach einer Beschwerde evtl. einen Punkt für eine interessante Idee, den Rest bei Vorlegen einer konkreten Berechnung 😉

Aber ja, wir sollten natürlich genau in diese Richtung diskutieren, alles andere ist bekannt und eben teilweise unbefriedigend.

Wir erkennen bei dieser Aufgabe auch das "Zufallselement" und zwar in den Geschwindigkeiten und Richtungen der einzelnen Wassermoleküle der Nebelkammer.
Du musst die Wassermoleküle sicher quantenmechanisch modellieren.

Interessantes Ergebnis: Das eigentliche Messergebenis (Nebelspur) wird durch das Wechselwirken einer Wellenfunktion (zB Elektron) mit einem Detektor (Nebelkammer) erzeugt. Beide tragen zum Ergebnis bei.
Guter Punkt. Das ist seit der Dekohärenz unstrittig, jedoch vielen noch unbekannt.

Weiteres interessantes Ergebnis: Das eigentliche Messergebenis (Nebelspur) hat nichts mit einer von Neumannschen Messung und seinem diesbzgl. Formalismus zu tun.
 

Bernhard

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Weiteres interessantes Ergebnis: Das eigentliche Messergebenis (Nebelspur) hat nichts mit einer von Neumannschen Messung und seinem diesbzgl. Formalismus zu tun.
Genau (y).

Weiter mit einer offenen Frage und Motivation für konkrete Rechnungen zur Nebelkammer: Warum bilden sich nicht auch mal mehrere Spuren? Da so etwas vermutlich noch nicht beobachtet wurde, müsste bei der Bildung eines Tröpfchens auch mit der Wellenfunktion des Elektrons etwas passieren. Eventuell eine gewisse Art der Lokalisierung? Die Gesamtenergieerhaltung sollte bei Abkühlung einer lokalen Region die Erwärmung einer anderen Region einschließen.
 

Bernhard

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Das wäre ein extrem subtiler Effekt und geht in die Richtung der Vermutungen Neumaiers - d.h. wird von praktisch allen anderen seit ca. einem Jahrhundert entweder übersehen oder explizit abgelehnt.
Wir sehen ja, dass da bei detaillierter Betrachtung sofort ein ganzes Bündel an physikalischen Effekten zu berücksichtigen ist. Für konkrete Rechnungen muss man sicher auswählen, welche Effekte überhaupt zu berücksichtigen sind.

Vielen Dank für die Erklärung zur Rechnung im Mott paper. So kann ich die dortige Rechnung hoffentlich mal komplett nachvollziehen. Interesse ist da, wird aber dauern. Wenn, dann möchte ich die Rechnung auch selber durchführen können und komplett verstehen. Das Wochenende wird da voraussichtlich nicht reichen 😓 . Das paper wird in meine persönliche Liste der physikalischen Meilensteine eingereiht.
 

TomS

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Weiter mit einer offenen Frage und Motivation für konkrete Rechnungen zur Nebelkammer: Warum bilden sich nicht auch mal mehrere Spuren? Da so etwas vermutlich noch nicht beobachtet wurde, müsste bei der Bildung eines Tröpfchens auch mit der Wellenfunktion des Elektrons etwas passieren. Eventuell eine gewisse Art der Lokalisierung?
Genau - aber das sage ich aber schon seit Beitrag #1 :sneaky:

 

Bernhard

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Du musst die Wassermoleküle sicher quantenmechanisch modellieren.
Da könnten wir wie folgt weiter überlegen:

Ein Elektron wechselwirkt als ebene Welle mit N Teilchen in einem Kasten. Die N Teilchen stehen für N Wassermoleküle ohne Spin und Ladung, aber mit Masse m und einer maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung. Für die N Teilchen kann man eine symmetrisierte N-Teilchen-Welle mit Knoten an den Kastenwänden ansetzen. Wechselwirkungspontential ist eine Delta-Funktion multipliziert mit einer passenden Konstante für die Stärke der Wechselwirkung.
 

TomS

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Ok, wenn’s gleich so kompliziert werden soll … andernfalls schaut man sich zunächst was ganz einfaches an, z.B. Bsp. 3 in #1 🤣
 

Bernhard

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Ok, wenn’s gleich so kompliziert werden soll … andernfalls schaut man sich zunächst was ganz einfaches an, z.B. Bsp. 3 in #1 🤣
Na dann versuch doch mal die Unvollständigkeit gemäß Lösungsvorschlag 4 zu beheben. Ich habe dazu aktuell nämlich keine Idee und bleibe deshalb vorerst bei meinem Beispiel ;)
 
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Bernhard

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Na dann versuch doch mal die Unvollständigkeit gemäß Lösungsvorschlag 4 zu beheben.
Man benötigt da weitere physikalische Details zum Absorptionsvorgang. Ein Modell der Wellenfunktion selbst könnte weiterhelfen. ZB in dem Sinne, dass es doch ein kompaktes "Teilchen"/String/Brane an einem unbekannten Ort gibt.
 
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TomS

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ZB in dem Sinne, dass es doch ein kompaktes "Teilchen"/String/Brane an einem unbekannten Ort gibt.
Nichts dergleichen. Lösungsvorschlag 4 ist die
… bisher übersehene Option, dass es sich bei den o.g. Superpositionen lediglich um Artefakte unzureichender Näherungen handelt, und dass verbesserte mathematische Methoden tatsächlich die Existenz eines mit der unitären Dynamik vereinbaren Mechanismus zur Lokalisierung aufzeigen
 

Bernhard

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Ich lass‘ es bleiben - mit deinem Einverständnis :devilish:
Wie gesagt, ich glaube nicht, dass es zu #1 eine triviale Lösung gibt. Deshalb halte ich es auch für legitim, mal über den Tellerrand der gestellten Aufgabe zu blicken und ein YouTube-Video einer anerkannten Spezialistin zum Thema zu verlinken. Ist ja schließlich Wochenende ... (?)

Das Video habe ich also eher zu Unterhaltungszwecken verlinkt und nicht als Rechtfertigung der Kollapshypothese.
 

TomS

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Ich war lange Zeit Anhänger der Viele-Welten-Interpretation insbs. aufgrund der teilweisen Plausibilisierung mittels Dekohärenz und interessiere mich jetzt für Ideen im Umfeld der Thermal Interpretation - in beiden Fällen aus dem selben Grund: man hat eine noch nicht vollständig verstandene Theorie, mittels derer über ca. ein Jahrhundert unglaublich vielfältige korrekte Vorhersage abgeleitet wurden, und deren Konsequenzen man einfach weiterhin ernst nehmen sollte - nicht irgendwelche Zusatzhypothesen o.ä. einführen, nur weil gewisse Ergebnisse nicht mag. Einfach weiterarbeiten, bis man das Problem gelöst hat, oder die Unlösbarkeit beweisen kann.
 

Bernhard

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Nachdem eine Lösung des Messproblems im Rahmen der Axiome der Quantenmechanik in diesem Thema zu relativ komplizierten Detailmodellen für explizite Messungen geführt hat, möchte ich noch darauf hinweisen, dass das Messproblem zumindest für die nichtrelativistische QM durch die bohmsche Mechanik prinzipiell gelöst wird, bzw. erst gar nicht auftritt.

Ein vergleichbarer Ansatz wurde im Nachbarforum auf quanten.de verlinkt: Missing Link Between Probability Theory and Quantum Mechanics: the Riesz-Fejer Theorem (F.H. Fröhner)
 
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