Die Thermal Interpretation der Quantenmechanik

[TomS]

Experimentell sieht man viele Einzelereignisse und erklärt sie vollkommen durch die Analyse von Mott.

Die Analyse von Mott liefert nicht den Ort der inititialen Lokalisierung = des Ausgangspunktes einer Spur, über die wir hier diskutieren. Sie behaupten, dieser Ort hinge ausschließlich vom Zustand des übersättigten Gases ab, ich halte ein vorab lokalisiertes Wellenpaket für denkbar. Mott's Rechnung sagt dazu nichts, da sie eben mit einer Kugelwelle startet, in der alle Ausgangspunkte der Spuren gleichberechtigt sind.

Und wie soll die Welle den Teil lokalisiert bekommen, der sich in eine Richtung weg vom Detektor bewegt?

Die Welle weiß nichts vom Detektor, bevor sie diesen nicht erreicht, also lokalisiert sich da natürlich nichts bezüglich des Detektors.

Sie schlagen eine Lösung ja selbst vor:

Die einzige Alternative, die ich sehe, ist, dass praktisch von Anfang an keine Kugelwelle, sondern ein zufälliger schon stark lokalisierter Klumpen erzeugt wird. Bei kosmischer Strahlung also schon in der Sonne. Dann müsste man schauen, ob der nicht zerfliesst, bis er auf der Erde detektiert werden kann....

Es gäbe jedenfalls denkbare Experimente, mit denen man ein Ensemble von Kugelwellen von einem Ensemble von Klumpen unterscheiden kann, da letztere keine Interferenz mehr haben.

Insbs. deswegen hatte ich nach Experimenten gefragt.

Mir ist übrigens klar, dass diese Lokalisierung zu Wellenpaketen heikel ist; diese müssen "genügend ausgedehnt und kohärent" bleiben, um dennoch z.B. Interferenzeffekte erklären zu können – insofern man ein Experiment hat, in dem das Interferenzmuster tatsächlich aus individualisierbaren Einzelevents entsteht. Bei kosmischen Quellen hätten wir weiterhin eine enorme Aufwertung des initialen Wellenpakets.

Wenn man zeigen kann, dass es ohne diese Lokalisierund geht, umso besser.

Dann widersprechen Sie explizit der Schrödingergleichung, die genau das vorhersagt!

Ich widerspreche den zu einfachen Modellen, in denen die Schrödingergleichung dies [eine tatsächlich Ladung delokalisierte Ladung am / im Detektor] vorhersagt, weil es erwiesenermaßen falsch sind.

Wir wissen, dass Energie und Ladung lokalisiert werden. Wir haben Detektoren, in denen immer eine Elementarladung vollständig in einem Detektorelement lokalisiert ist, nicht in zwei, siebzehn, oder über den gesamten Detektor delokalisiert. Wir können diese Ladung (sowie Impuls und Energie) explizit messen, und wir messen nie Bruchteile. Theorien oder Modelle, die eine delokalisierte Ladung vorhersagen, sind in dieser Hinsicht sicher entweder unvollständig oder falsch.

Die Lösungen sind vielfältig: ein unerklärlicher stochastischer Kollaps a la von Neumann, ein zusätzlicher expliziter Mechanismus a la GRW oder Penrose, gar keine Lokalisierung a la Everett. Und ein tatsächlicher Lokalisierungseffekt vollständig im Rahmen der unitären und deterministischen Dynamik a la Neumaier, wobei Sie diesen Effekt ausschließlich im Detektor verorten, während ich eine teilweise Lokalisierung vor dem Detektor ins Spiel bringe.

Denn eine ganze Ladung zu lokalisieren ist nur dann physikalisch erforderlich, wenn man glaubt, dass ein ganzes Elektron lokalisieren muss.

S.o. – nicht weil ich an ein naives Teilchenmodell glaube, sondern weil es experimentell bestätigt ist, dass im Falle einer geeigneten Messung eine ganze Elementarladung lokalisiert vorliegt.

 

[Webmaster]

Der User @sekeri wurde von mir wegen unangemessenen Verhaltens und Trolling verwarnt. Sein Account ist für sieben Tage eingeschränkt.

 

[A.Neumaier]

Die Analyse von Mott liefert nicht den Ort der inititialen Lokalisierung = des Ausgangspunktes einer Spur, über die wir hier diskutieren.

Aber es liefert die Verteilung der Spuren, und das ist es, was mit dem Experiment verglichen werden kann. Bei einer einzelnen Spur sagt das Experiment gar nichts, ausser, dass eine Spur gefunden wurde. Wie sie zustande kam, ist da völlig unbekannt.

Sie behaupten, dieser Ort hinge ausschließlich vom Zustand des übersättigten Gases ab, ich halte ein vorab lokalisiertes Wellenpaket für denkbar. Mott's Rechnung sagt dazu nichts, da sie eben mit einer Kugelwelle startet, in der alle Ausgangspunkte der Spuren gleichberechtigt sind.

Denkbar allein reicht nicht für einen konstruktiven Vorschlag; man muss auch einen unitären Mechanismus vorschlagen, der diese Lokalisierung ermöglicht. Das verschiebt das Problem nur auf etwas näher zur Quelle - in dem Medium, das für die Lokalisierung verantwortlich ist, hat man genau wieder ein Mott-Problem.

Insbs. deswegen hatte ich nach Experimenten gefragt.

Das relevante Experiment wäre, bei sonst gleicher Präparation statt der Nebelkammer einen Doppelspalt anzubringen, um zu sehen, ob lokalisierte oder delokalisierte Teilchen vorliegen. Aber das braucht ein ganzes Ensemble von einzeln präparierten Teilchen....

Ich widerspreche den zu einfachen Modellen, in denen die Schrödingergleichung dies [eine tatsächlich delokalisierte Ladung am / im Detektor] vorhersagt, weil es erwiesenermaßen falsch sind.

Wo ist das für eine Nebelkammer erwiesen? Ich dachte, wir besprechen genau dieses Experiment.

Jedes andere Experiment braucht sein eigenes Modell, mit seinen eigenen Tücken und Möglichkeiten!

Wir wissen, dass Energie und Ladung lokalisiert werden.

Woher? Bei der Nebelkammer wissen wir nur, dass Tröpfchenspuren entstehen, alles andere ist Interpretation!

Wir haben Detektoren, in denen immer eine Elementarladung vollständig in einem Detektorelement lokalisiert ist,

Woher wissen Sie das? Das mag für manche Detektoren gelten, aber warum gilt es für die Nebelkammer?

Wir können diese Ladung (sowie Impuls und Energie) explizit messen

Wir können die Spur messen, sie als Spur eines klassischen Teilchens auffassen und daraus Ladung, Energie und Impuls dieses klassischen Teilchens berechnen. Dann geben wir dies (in einem nachfolgenden Interpretationsschritt) als die Ladung, Energie und Impuls eines unbeobachtbaren Teilchens aus.

Wenn wir die Spur ohne diesen Interpretationsschritt erklären können, haben wir das ganze Experiment auch erklärt.

weil es experimentell bestätigt ist, dass im Falle einer geeigneten Messung eine ganze Elementarladung lokalisiert vorliegt.

Da reden Sie aber von ganz anderen Messungen als von der Messung einer einzelnen Spur in einer Nebelkammer, in der ein einzelnes, durch einen einzelnen Zerfall in einem sphärisch symmetrischen Zustand präpariertes Elektron den Weg zur und durch die Nebelkammer findet.

Am besten geben Sie explizit an, welche ''geeignete'' Messung Sie meinen, und wir diskutieren zuerst durch, was da anders ist als in der Nebelkammer! Das Nobelpreis-gekrönte Millikan-Experiment ist jedenfalls ganz anders und seine Analyse lässt sich nicht auf die Nebelkammer übertragen!
https://de.wikipedia.org/wiki/Millikan-Versuch

 

[Jakito]

Bei hyperbolischen Differentialgleichungen in beschränkten Bereichen braucht man auch Randbedingungen, um ein wohlgestelltes Problem zu bekommen.

Für gegebene endliche Zeiten t0 < t1 und einen gegebenen beschränken Bereich B wird es bei hyperbolischen Differentialgleichungen meist einen größeren beschränken Bereich C geben, so dass die Lösung für Zeiten t0 < t < t1 auf B durch die "Anfangswerte" auf C bei t0 eindeutig bestimmt ist.

(Und Wohlgestelltheit erfordert nicht, wie Sie später behaupten, dass man rückwärts in der Zeit auch ein eindeutig lösbares Anfangswertproblem hat.)

Das Navier-Stokes Gleichungen sind vorwärts in der Zeit wohlgestellt, aber rückwärts in der Zeit eben nicht. Im Kern geht es bei Wohlgestelltheit um die Problematik, dass der Satz von Cauchy-Kowalewskaja eine unangebrachte Sichtweise darstellt. Selbst wenn man also analytische Anfangswerte voraussetzt, führen unkontrollierbar kleinste Änderungen zu einer beliebig unterschiedlichen Lösung. Es geht also nicht primär um "eindeutig lösbar" oder um "wohldefiniert", sondern um die konkrete Problematik, die eine unangebrachte Sichtweise (a la Cauchy-Kowalewskaja) übersieht.

 

[A.Neumaier]

Für gegebene endliche Zeiten t0 < t1 und einen gegebenen beschränken Bereich B wird es bei hyperbolischen Differentialgleichungen meist einen größeren beschränken Bereich C geben, so dass die Lösung für Zeiten t0 < t < t1 auf B durch die "Anfangswerte" auf C bei t0 eindeutig bestimmt ist.

Das nützt aber in der Praxis nichts, entweder weil man in dem grösseren Bereich die Anfangsbedingungen nicht kennt, oder weil das System, das man hyperbolisch modelliert, überhaupt nur in dem vorgegebenen Bereich existiert!

 

[Jakito]

Das nützt aber in der Praxis nichts, entweder weil man in dem grösseren Bereich die Anfangsbedingungen nicht kennt, oder weil das System, das man hyperbolisch modelliert, überhaupt nur in dem vorgegebenen Bereich existiert!

Machmal hilft es in der Praxis, manchmal nicht. Aber darum ging es hier auch gar nicht. Es ging um "die Natur klassischer Zustände" und um "metaphysische Sachverhalte jenseits der klassischen Mechanik":

Das ontologische Konzept der QFT+TI und das der klassischen Mechanik sind letztlich identisch: gewisse Aspekte der Realität werden durch eine mathematische Struktur in einer gewissen Näherung zutreffend beschrieben. Wem das nicht passt, der sollte eigentlich schon an der klassischen Mechanik verzweifeln.

Dann sollte ich vielleicht mal versuchen herauszuarbeiten, was die Natur klassischer Zustände ist, wie sie in der klassischen Mechanik auftreten. Und wieso man dies in der Quantenmechanik nicht so einfach fortführen kann.

Frage: Sind Dir die Begriffe der "hyperbolischen partiellen Differentialgleichung", der "elliptischen", und der "parabolischen" schon mal begegnet? Kannst Du dann nachvollziehen, wieso die Natur klassischer Zustände vor allem zu "hyperbolischen partiellen Differentialgleichung" passt, aber bei "elliptischen" und "parabolischen" problematisch ist? Und in der Konsequenz bedeutet dies, dass klassische Zustände ganz jenseits von QM und QFT nicht immer angemessen oder unproblematisch sind.


Naja, wenn QM und QFT metaphysische Sachverhalte jenseits der klassischen Mechanik beschreiben, dann wird auch die TI nicht ganz darum herum kommen, ein paar Ideen jenseits einer plumben klassischen Mechanik einzuführen.

Bei hyperbolischen partiellen Differentialgleichungen kommt man mit einer naiven, von der klassischen Mechanik beeinflussten Sichtweise noch halbwegs durch. Bei parabolischen und elliptischen Gleichungen muss man schon aktiv gewisse Sachverhalte als "unwichtig" betrachten, um die naive Sichtweise für angemessen zu halten.

 

[A.Neumaier]

Machmal hilft es in der Praxis, manchmal nicht. Aber darum ging es hier auch gar nicht. Es ging um "die Natur klassischer Zustände" und um "metaphysische Sachverhalte jenseits der klassischen Mechanik":

Bei hyperbolischen partiellen Differentialgleichungen kommt man mit einer naiven, von der klassischen Mechanik beeinflussten Sichtweise noch halbwegs durch. Bei parabolischen und elliptischen Gleichungen muss man schon aktiv gewisse Sachverhalte als "unwichtig" betrachten, um die naive Sichtweise für angemessen zu halten.

Man muss halt (wie immer in der Mathematik und der Physik) die mathematischen Eigenschaften der benutzten Wekzeuge berücksichtigen, ob klassisch oder nicht.

Ich verstehe nicht, was das über Natur oder metaphysische Sachverhalte aussagt.

 

[ralfkannenberg]

Ein lächerlicher Professor, der seine Profession mit einem Augenzwinkern verweigert, als wäre Lehren eine quantenmechanische Zumutung.

@A.Neumaier

Sehr geehrter Herr Professor, bitte nehmen Sie die verbalen Entgleisungen eines Foren-Users, der davon überzeugt ist, dass das down-quark Baustein der Dunklen Materie ist und der zudem von sich behauptet, die Riemannsche Vermutung bewiesen zu haben, nicht persönlich; manchmal ist er auch ein netter Zeitgenosse.


Freundliche Grüsse, Ralf Kannenberg

 

[TomS]

Bei einer einzelnen Spur sagt das Experiment gar nichts, ausser, dass eine Spur gefunden wurde. Wie sie zustande kam, ist da völlig unbekannt.

Und die Schrödinger-Gleichung sagt für eine sphärische Welle zunächst vorher, dass keine Spur zustande kommt. Diese Vorhersage ist also falsch.

Glaubt man dennoch weiterhin, dass eine fundamental unitäre Dynamik – die Schrödinger- bzw. von-Neumann-Gleichung – die Phänomene vollständig beschreiben kann, so liegt die Rettung offenbar in verfeinerten Modellen. Das ist Ihre Idee, wobei Sie dabei den Detektor im Blick haben.

Soweit sind wir uns doch einig.

Denkbar allein reicht nicht für einen konstruktiven Vorschlag; man muss auch einen unitären Mechanismus vorschlagen, der diese Lokalisierung ermöglicht. Das verschiebt das Problem nur auf etwas näher zur Quelle - in dem Medium, das für die Lokalisierung verantwortlich ist, hat man genau wieder ein Mott-Problem.

Jein.

Es geht noch über das Mott-Problem hinaus, da Mott keinen Mechanismus für die initiale Lokalisierung liefert. Hätte man diesen, dann wäre in der Folge eine Argumentation nach Mott notwendig.

Das relevante Experiment wäre, bei sonst gleicher Präparation statt der Nebelkammer einen Doppelspalt anzubringen, um zu sehen, ob lokalisierte oder delokalisierte Teilchen vorliegen.

Ja, z.B.; oder ein Gitter.

Ich sehe nach wie vor folgende Probleme und bin an Ihrer Meinung dazu interessiert (wobei Sie 1. bereits beantwortet haben)

1. Sie behaupten, der Detektor alleine würde die notwendig Lokalisierung herbeiführen. Mich interessiert, wie Sie einzeln eng lokalisierte Detektorereignisse erreichen wollen, und zwar
   • für eine Quelle, die sehr sporadisch einzelne z.B. Elektronen emittiert, wobei diese jeweils z.B. als s-Welle (allg. delokalisiert) modelliert werden,
   • und für einen sehr großen, kugelschalenförmigen Detektor, wobei während der typischen Wechselwirkungsdauer zwischen Elektron und Detektor keine kausale Verbindung zwischen dem ansprechenden und dem nicht-ansprechenden gegenüberliegenden Detektorelement möglich ist.
2. Ich behaupte, dass für das genannte Setup möglicherweise nicht der Detektor bzw. die Umgebung des ansprechenden Detektorelementes alleine sondern nur zusammen mit Details der dort einlaufenden Welle dies bewerkstelligen können. Dass dieses Detektorelement auslöst, das gegenüberliegende und alle anderen jedoch nicht, sollte ja im Vergangenheitslichtkegel des resultierenden Detektorereignisses begründet liegen. Der fragliche Moment des potentiellen jedoch nicht stattfinden Auslösens des gegenüberliegenden Detektorelements liegt jedoch nicht im Vergangenheitslichtkegel des tatsächlich stattfindenden. Dabei interessiert mich also, ob man die Ursache in der einlaufenden Welle verorten kann, ohne dass dies zu anderen experimentellen Befunden im Widerspruch steht – siehe dazu Ihre Anmerkung oben, evtl. weitere Probleme mit Delayed Choice und Bell.
3. Kann man die Ursache weder in der Umgebung des ansprechenden Detektorelementes noch in der dort einlaufenden Welle verorten, sondern bleibt nur noch die Antwort, die Ursache liege im gesamten Vergangenheitslichtkegel des gesamten Detektors, so läuft das für mich auf eine Art Superdeterminismus hinaus. Das kann natürlich zutreffen. Auch da interessiert mich, was Sie dazu sagen.

Ich bin ehrlich, mir gefällt Ihre Idee sehr, aber je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr irritieren mich die Details – in allen Fällen (1 - 3).

Wo ist das für eine Nebelkammer erwiesen? Ich dachte, wir besprechen genau dieses Experiment.

Man kann anhand der Krümmung der Spuren in einem externen Feld auch die Ladung bestimmen.

Man kann die Nebelkammer mit anderen Detektoren kombinieren, also Tracking plus Kalorimetrie plus Ladung … Man kann moderne Technologien wie Time Projection Chambers, Silicon Trackers etc. anwenden.

In allen Fällen, in denen ein Ereignis individualisierbar ist, findet man immer die Signatur einer lokalisierten Elementarladung (für Elektron, Myon, Pion, Proton …). Es gibt keinen einzigen experimentellen Hinweis auf das Gegenteil.

Natürlich stimme ich Ihnen zu, dass das oben gesagte noch Interpretation enthält und man je Experiment bzw. Detektortyp ein passendes Modell betrachten muss.

Das Nobelpreis-gekrönte Millikan-Experiment ist jedenfalls ganz anders und seine Analyse lässt sich nicht auf die Nebelkammer übertragen!
https://de.wikipedia.org/wiki/Millikan-Versuch

Das hatte ich auch nicht im Sinn.

 

[Jakito]

Ich verstehe nicht, was das über Natur oder metaphysische Sachverhalte aussagt.

Im April las ich "Mehr als nur Atome" von Sabine Hossenfelder. Ihre impliziten meta-physischen Annahmen lösten bei mir ziemlich starke Gegenreaktionen aus. (Ich fragte mich später, warum ich das Buch überhaupt gelesen habe, ich wusste doch ungefähr, was Sabine schreiben würde.) Mit 16 habe ich mal auf einem Ferienlager im Baskenland einen Physiker getroffen, der die gleichen Überzeugungen hatte. Damals löste das bei mir vor allem Unverständnis aus. Aber irgendwie auch Faszination, wie jemand sowas wirklich glauben kann.

Hier ein Ausschnitt aus einer Rezension auf amazon:

Hossenfelder behauptet in ihrem Buch, der freie Wille sei eine Illusion. Und dies sei eine Tatsache, die aus den Naturgesetzen folge. Diese Behauptung ist aber falsch: Ihre These beschreibt nicht eine objektive Tatsache, sondern beruht vielmehr auf einer meta-physischen Annahme, nämlich die des deterministischen Materialismus. Dass ihre Behauptung, es gebe keinen freien Willen sei eine naturwissenschaftliche Tatsache, nicht stimmt, zeigt sich übrigens auch daran, dass prominente Physiker, wie etwa der Nobelpreisträger Anton Zeilinger, eine völlig andere Meinung als Frau Hossenfelder vertreten (Zeilinger ist der Ansicht, dass die Annahme des freien Willens essenziell dafür ist, überhaupt Wissenschaft zu betreiben). Die Annahme des deterministischen Materialismus ist eben keine naturwissenschaftliche, sondern eine philosophische Position, die überhaupt nicht neu, sondern etwa schon von Thomas Hobbes vertreten worden ist. Es steht natürlich jedem frei, eine solche metaphysische Annahme zu vertreten und sich selbst als ohne freien Willen zu betrachten, aber dann sollte man es nicht so darstellen, als ob sie objektiv wahr wäre und andere Meinungen als „unwissenschaftlich“ abqualifizieren.

Danach konnte ich aber die gleichen meta-physischen Annahmen auch in MWI entdecken: Unsere Rolle ist aufs Zuschauen beschränkt, und irgendwie splittet sich dadurch zufällig der Quantenzustand in verschiedene makroskopische Welten. Es ist unbeschreiblich fatalistisch und passiv.

Trotzdem ist es irgendwie ein Weltbild, und Sabine würde es vermutlich mit Händen und Füßen verteidigen, wenn ich es direkt angreifen würde. Also fokusiere ich mich lieber darauf, dass dieses Bild auch schon bei typischen partiallen Differentialgleichungen in dieser naiven Form kaum tragfähig ist.

 

[A.Neumaier]

Und die Schrödinger-Gleichung sagt für eine sphärische Welle zunächst vorher, dass keine Spur zustande kommt.
Diese Vorhersage ist also falsch.

Diese Vorhersage wird ja von Mott unter der Annahme abgeleitet, dass das System aus geladenem Teilchen und ein oder zwei Atomen isoliert ist. Ist das der Fall, so ist diese Vorhersage richtig. Das gilt insbesondere für das gelegentliche Zusammentreffen der sphärischen Welle mit Atomen im Weltraum und in der Luft. Daher kann man da keine Lokalisierung erwarten (obwohl Sie da einen wesentlichen Teil der Lösung vermuten).

Glaubt man dennoch weiterhin, dass eine fundamental unitäre Dynamik – die Schrödinger- bzw. von-Neumann-Gleichung – die Phänomene vollständig beschreiben kann, so liegt die Rettung offenbar in verfeinerten Modellen.

All die vielen Leute, die das versucht haben, wissen natürlich, dass das System aus geladenem Teilchen und zwei Atomen bei einer Messung nicht isoliert ist. Es muss also an der vernachlässigten Umgebung liegen und nicht am Input. Die Frage ist nur, wie man die Umgebung mit einbezieht.

Es geht noch über das Mott-Problem hinaus, da Mott keinen Mechanismus für die initiale Lokalisierung liefert. Hätte man diesen, dann wäre in der Folge eine Argumentation nach Mott notwendig.

Ich meinte mit dem Mott-Problem nicht das von ihm gelöste Problem der Korrelationen, sondern das Finden eines Mechanismus für die initiale Lokalisierung, womit dann mit Motts Ergebnissen die Spur folgt.

Das so definierte Mott-Problem kann also nicht einfach (wie Sie es vorschlagen) dadurch gelöst werden, dass man den Ort, wo die Lokalisierung passiert, verschiebt. Die Lokalisierung muss also immer vom Medium, durch das das Teilchen geht, verursacht sein! Also kann man genausogut gleich die Nebelkammer als dieses Medium ansehen.

Schonfeld (den ich neulich zitierte) betrachtet Experimente, wo eine radioaktiv markierte Nadelspitze im Zentrum einer Nebelkammer sitzt. Dann ist das einzige Medium, das in Frage kommt, die Nebelkammer selbst, da es kein dazwischen gibt. (Dafür kann man in diesem Setup nicht verhindern, dass ein Ensemble von zufälligen Zerfällen erzeugt wird.)

Ich sehe nach wie vor folgende Probleme und bin an Ihrer Meinung dazu interessiert (wobei Sie 1. bereits beantwortet haben)

1. Sie behaupten, der Detektor alleine würde die notwendig Lokalisierung herbeiführen. Mich interessiert, wie Sie einzeln eng lokalisierte Detektorereignisse erreichen wollen, und zwar
   • für eine Quelle, die sehr sporadisch einzelne z.B. Elektronen emittiert, wobei diese jeweils z.B. als s-Welle (allg. delokalisiert) modelliert werden,
   • und für einen sehr großen, kugelschalenförmigen Detektor, wobei während der typischen Wechselwirkungsdauer zwischen Elektron und Detektor keine kausale Verbindung zwischen dem ansprechenden und dem nicht-ansprechenden gegenüberliegenden Detektorelement möglich ist.

In beiden Fällen analog wie beim Tropfen, der das Fass zum Überlaufen bringt, nur dass jedes Detektorelement sozusagen ein eigenes Fass ist. Da jedes Detektorelement metastabil ist, hat jedes eine zeit- und umgebungsabhängige Aktivierungsschwelle, die überwunden werden muss. Wegen den thermischen Oszillationen sind diese Schwellen mal grösser, mal kleiner, und ganz selten (Poisson-verteilt) eben so gering, dass die winzige ankommende (Energie/Impuls/Ladungs)dichte ausreicht, um das Ereignis auszulösen. Alles ist also lokal gesteuert; man braucht keine Überlegungen zum Informationstransport anstellen, da ausser durch die Kugelwelle selbst nichts transportiert werden muss. Die QFT ist eben lokal!

Man muss nun eben ein handhabbares Modell finden, in dem das mit genügen guter Approximation quantitativ gerechnet werden kann, um zu sehen, dass alles korrekt funtioniert. Daran arbeite ich ja.

[*]Ich behaupte, dass für das genannte Setup möglicherweise nicht der Detektor bzw. die Umgebung des ansprechenden Detektorelementes alleine sondern nur zusammen mit Details der dort einlaufenden Welle dies bewerkstelligen können. Dass dieses Detektorelement auslöst, das gegenüberliegende und alle anderen jedoch nicht, sollte ja im Vergangenheitslichtkegel des resultierenden Detektorereignisses begründet liegen. Der fragliche Moment des potentiellen jedoch nicht stattfinden Auslösens des gegenüberliegenden Detektorelements liegt jedoch nicht im Vergangenheitslichtkegel des tatsächlich stattfindenden. Dabei interessiert mich also, ob man die Ursache teilweise in der einlaufenden Welle verorten kann, ohne dass dies zu anderen experimentellen Befunden im Widerspruch steht – siehe Ihre Anmerkung oben.
[*]Kann man die Ursache weder in der Umgebung des ansprechenden Detektorelementes noch in der dort einlaufenden Welle verorten, sondern bleibt nur noch die Antwort, die Ursache liege im gesamten Vergangenheitslichtkegel des gesamten Detektors, so läuft das für mich auf eine Art Superdeterminismus hinaus. Das kann natürlich zutreffen. Auch da interessiert mich, was Sie dazu sagen.

In beiden Fällen nichts weiter als dass die Relativitätstheorie im Mott-Problem sicher noch keine Rolle spielt.

Man kann anhand der Krümmung der Spuren in einem externen Feld auch die Ladung bestimmen.

... aus der Krümmung eines klassischen Teilchens, aber man sieht ja nur eine aus vielen Teilchen bestehende Spur!

Wenn man also die korrekte gekrümmte Spur vorhersagen kann, ohne die Ladung zu lokalisieren, braucht die Ladung nicht lokalisiert zu sein.

Es schwirren ja im Detektor Zillionen Elektronen herum, nur sind die meisten gebunden. Aber quantenmechanisch sind die alle ununterscheidbar, nur Anregungen des einen Elektronenfelds. In diesem Feld ist die Grösse der Elektronenladung (also die nötige Krümmung) fix kodiert, also muss da keine Information fliessen!

Man kann die Nebelkammer mit anderen Detektoren kombinieren, also Tracking plus Kalorimetrie plus Ladung … Man kann moderne Technologien wie Time Projection Chambers, Silicon Trackers etc. anwenden.

Dann müssen wir so ein Problem betrachten. Jedenfalls darf man nicht von Experiment zu Experiment springen und aus jedem herauspicken, was einem gerade passt.

Eine Time Projection Chamber habe ich in meinem Tomographiepaper analysiert, aber nicht mikroskopisch, sondern nur, um zu zeigen, wie das zugehörige POVM aussieht. Der Vorteil gegenüber dem Mott-Problem ist, dass man hier genau weiss, wie die Detektorelemente aussehen!

In allen Fällen, in denen ein Ereignis

... nicht ein Ereignis, sondern ein Teilchen ...

individualisierbar ist, findet man immer die Signatur einer lokalisierten Elementarladung (für Elektron, Myon, Pion, Proton …). Es gibt keinen einzigen experimentellen Hinweis auf das Gegenteil.

Individualisierbar = nicht mehr ununterscheidbar = quasifreier (bis auf externe - also klassisch modellierte - Wechselwirkungen) gebundener Zustand. Da (und nur da) ist die Gesamtladung des gebundenen Systems ganzzahlig.

Aber sonst in der QFT hat man beliebig teilbare Ladungsdichten, und nur die über den gesamten Raum integrierte Ladung ist ganzzahlig!

Natürlich stimme ich Ihnen zu, dass das oben gesagte noch Interpretation enthält und man je Experiment bzw. Detektortyp ein passendes Modell betrachten muss.

Und zwar alle Argumente am selben Modell!

 

[A.Neumaier]

für eine Quelle, die sehr sporadisch einzelne z.B. Elektronen emittiert, wobei diese jeweils z.B. als s-Welle (allg. delokalisiert) modelliert werden,

Bisher hatten wir nicht diese Situation, sondern einen einzelnen präparierten Zerfall betrachtet, wo daher eine einzelne Kugelwelle mit Gesamtladung -e (delokalisiert über eine dünne, sich ausbreitende Kugelschale) emittiert wird. Das ist ein beträchtlich schwierigeres Problem als das von Ihnen jetzt angesprochene!

Eine Quelle. die sehr sporadisch (zufällig) einzelne Elektronen emittiert, wird nämlich in der QFT anders modelliert - als Tensorprodukt eines räumlichen kohärenten Zustands mit einer (meist thermischen) Pauli 2x2 oder Dirac 4x4 Dichtematrix. [Das ist nicht ganz korrekt, die kohärenten fermionischen Zustände sehen etwas anders aus.]

Das Ergebnis ist jetzt keine Welle in Form einer dünnen, sich ausbreitenden Kugelschale, sondern eine stationäre Kugelwelle, deren Dichte mit der Entfernung von der Quelle abnimmt. Hier gibt es keine gequantelte Ladung mehr, sondern eine an jedem Ort stationäre Ladungsdichte und einen in jedem Abstand von der Quelle konstanten radialen Ladungsstrom.

Der Detektor sammelt also überall Ladungsdichte ein, bis irgendwo genug da ist, um ein Ereignis auszulösen. Das ergibt (nach Integration über mesoskopisch kleine/grosse Volumina) einen stationären Poissonprozess für mesoskopische Detektorelemente. Die Frage, ob sich da etwas lokalisieren muss, stellt sich hier also gar nicht.

 

[TomS]

Im April las ich "Mehr als nur Atome" von Sabine Hossenfelder. Ihre impliziten meta-physischen Annahmen lösten bei mir ziemlich starke Gegenreaktionen aus.

Hier ein Ausschnitt aus einer Rezension auf amazon ...

Danach konnte ich aber die gleichen meta-physischen Annahmen auch in MWI entdecken …

Trotzdem ist es irgendwie ein Weltbild …

Meines Erachtens ist das ziemlich trivial.

Erstens können wir nicht sinnvoll über "freien Willen" sprechen, ohne diesen Begriff zu definieren – was viele nicht daran hindert, dies ohne Definition doch zu tun.

Zweitens können wir keine derartige Diskussion führen, ohne Annahmen zu treffen – auch wenn es Menschen gibt, die glauben, sie hätten irgendwie Zugang zu irgendeiner sicheren Wahrheit.

Treffen wir als Physiker beispielsweise die Annahmen, dass ALLES was existiert und geschieht, physikalischen Gesetze folgt, und dass diese Gesetze vollständig deterministisch sind (beide Annahmen können natürlich falsch sein).

Unter den genannten Annahmen ist die Idee des freien Willens – dass ein Mensch in einer Situation tatsächlich frei ist, diese Entscheidung zu treffen oder eine andere Entscheidung zu treffen – trivialerweise falsch, weil er, sein Geist, Gehirn, Bewegungsapparat … was auch immer … durch physikalische Gesetze determiniert ist. Die Entscheidung für dieses Glas Rotwein, das Ja-Wort bei der Eheschließung, die Themenwahl und das Ergebnis der Dissertation … sind dann nicht frei sondern vollständig festgelegt. Das trifft auch auf Aufbau, Durchführung und Auswertung eines Experimentes zu – und natürlich auch auf das, was ich hier schreibe.

 

[A.Neumaier]

was viele nicht daran hindert, dies ohne Definition doch zu tun.

Sie unter anderen auch....

Ich teile Ihre implizite Definition ''frei = nicht determiniert'' nicht! Aber das gehört nicht hierher, sondern in einen anderen Thread!

 

[TomS]

Bisher hatten wir nicht diese Situation, sondern einen einzelnen präparierten Zerfall betrachtet, wo daher eine einzelne Kugelwelle mit Gesamtladung -e (delokalisiert über eine dünne, sich ausbreitende Kugelschale) emittiert wird. Das ist ein beträchtlich schwierigeres Problem als das von Ihnen jetzt angesprochene!

Ja.

Eine Quelle. die sehr sporadisch (zufällig) einzelne Elektronen emittiert, wird nämlich in der QFT anders modelliert - als Tensorprodukt eines räumlichen kohärenten Zustands mit einer (meist thermischen) Pauli 2x2 oder Dirac 4x4 Dichtematrix. [Das ist nicht ganz korrekt, die kohärenten fermionischen Zustände sehen etwas anders aus.]

Das Ergebnis ist jetzt keine Welle in Form einer dünnen, sich ausbreitenden Kugelschale, sondern eine stationäre Kugelwelle, deren Dichte mit der Entfernung von der Quelle abnimmt. Hier gibt es keine gequantelte Ladung mehr, sondern eine an jedem Ort stationäre Ladungsdichte und einen in jedem Abstand von der Quelle konstanten radialen Ladungsstrom.

Ich hätte eher zufällige einzelne Kugelwellen im Sinn. Aber OK, dann sprechen wir besser vom zuvor genannten Fall, auch wenn der schwieriger ist.

 

[TomS]

Sie unter anderen auch....

Ich teile Ihre implizite Definition ''frei = nicht determiniert'' nicht! Aber das gehört nicht hierher, sondern in einen anderen Thread!

Was ist an "dass ein Mensch in einer Situation tatsächlich frei ist, diese Entscheidung zu treffen oder eine andere" implizit?

Ich denke, dass der genannte Ansatz bei vielen konsensfähig ist.

Persönlich sehe ich das anders; ich halte – ausgehend von deterministischen oder auch stochastischen Naturgesetzen auf der Ebene von Quantenfeldern sowie entsprechenden Vorgängen im Gehirn – den "freien Willen" für eine Art Selbsttäuschung.

 

[A.Neumaier]

Was ist an "dass ein Mensch in einer Situation tatsächlich frei ist, diese Entscheidung zu treffen oder eine andere" implizit?

Nichts.

Aber implizit ist ''frei" mit "nicht determiniert'' gleichgesetzt in der Argumentation

ist [...] dass ein Mensch in einer Situation tatsächlich frei ist [...] falsch, weil er [...] determiniert ist.

 

[Bernhard]

@A.Neumaier

Sehr geehrter Herr Professor, ...

Hallo Ralf, diese Anrede erinnert mich irgendwie an alte Schwarz-Weiß-Filme und ich frage mich, ob das noch zeitgemäß ist. Gleichzeitig bin ich auch ziemlich froh, dass A.Neumaier die unverschämten Beiträge von sekeri einfach ignoriert und hoffe, dass die Sache damit erledigt ist.

 

[Jakito]

Persönlich sehe ich das anders; ich halte – ausgehend von deterministischen oder auch stochastischen Naturgesetzen auf der Ebene von Quantenfeldern sowie entsprechenden Vorgängen im Gehirn – den "freien Willen" für eine Art Selbsttäuschung.

Da habe ich aber ein Faß aufgemacht. Aber wenn es jetzt eh schon um ungerechtfertigte implizite Annahmen geht, dann sollte ich jetzt auch die Sache mit den Wahrscheinlichkeiten ansprechen:

Aber leider steuert die klassische Mechanik, bzw. ihre naive Interpretation, genau eine solche problematische Metaphysik bei. Und auch der frequentistische Wahrscheinlichkeitsbegriff macht implizite Annahmen, die unkorrigiert in der Quantenphysik zu Problemen bei der Ontologie führen.

(Dabei will ich das spezielle Problem der Interpretation der Erwartungswerte und der frequentistischen Ensemble-Interpretationen zunächst mal ignorieren.)

Irgendwann hatte ich mal Karl Popper's Logik der Forschung ein wenig gelesen, insbesondere den Teil über Wahrscheinlichkeiten (mein Hobby ). Jetzt auf die Schnelle habe ich eine entscheidende Stelle "nur auf Englisch" gefunden, in
70 THE DEDUCIBILITY OF MACRO LAWS FROM MICRO LAWS

Statistical estimates, or frequency statements, can never be derived simply from laws of a ‘deterministic’ kind, for the reason that in order to deduce any prediction from such laws, initial conditions are needed. In their place, assumptions about the statistical distribution of initial conditions—that is to say specific statistical assumptions—enter into every deduction in which statistical laws are obtained from micro assumptions of a deterministic or ‘precise’ character.

Das führt Popper schon noch ein wenig genauer aus, aber die Kernaussage bleibt.

Naive Annahmen über die Wahrscheinlichkeitsverteilung des "Zustandes" zu einem hypothetischen Startzeitpunkt gelten in der TI jedoch schlicht nicht. In der klassischen Mechanik gelten sie aber oft schon. Und deshalb gilt auch hier, dass die klassische Mechanik in die Irre führt, wenn man ihre Interpretation und Eigenschaften unkritisch für QM und QFT übernimmt.

 

[Jakito]

Persönlich sehe ich das anders; ich halte – ausgehend von deterministischen oder auch stochastischen Naturgesetzen auf der Ebene von Quantenfeldern sowie entsprechenden Vorgängen im Gehirn – den "freien Willen" für eine Art Selbsttäuschung.

Eine meiner Gegenreaktionen auf Sabine war, dass sie anscheindend den Wahrnehmungen ihrer Sinne mehr vertraut, als ihren inneren Wahrnehmungen davon, was sie getan hat, gerade tut, und tun will.

Nach der neuesten Diskussion über die Unterschiede zwischen Bohr und Heisenberg, versuchte ich, Bohrs Ideen und seine Kritik an Heisenberg etwas wohlwollender zu sehen. Dabei fiel mir dann auf, dass Heisenberg tatsächlich eine ähnliche Asymmetrie hat, im Vertrauen auf eigene Beobachtung und Vernachläßigung des Wissens über eigene Handlungen:

..., simply take the ideas of Heisenberg and his pupils as the Copenhagen interpretation, and let Bohr's ideas find a better home. The 'orthodox interpretation' could be such a home, because ... Seriously, Heisenberg's interpretation is subjective, has quantum jumps, and focuses too much on observation (and the observer), neglecting preparation and contextuality. Bohr already criticized those last two points in 1927, and rightly so. But it is a clear interpretation that owns its shortcomings.

Nur was er beobachtet hat, ist sicher real. Die eigenen Handlungen als Mitschöpfer der Realität zu beschreiben, kommt ihm nicht in den Sinn. Oder noch seltsamer: Wenn er z.B. durch einen Polarisationsfilter sicherstellen sollte, dass gewisse Polarisationen seltener als andere vorkommen, so betrachtet er es statt dessen als eine Art Beobachtung.
Das ist in etwa so, als würde ich mein Wissen über meine Handlungen (vergangene, gegenwärtige, und zukünftige) als Beobachtung betrachten, statt als die Tatsache der Realität dieser Handlungen.