Quantengravitation

[ralfkannenberg]

@Ralf: Verstehe ich nicht, entweder gibt es eine maximale Geschwindigkeit oder nicht.

Hallo Dgoe,

ja, wobei man hier etwas aufpassen sollte, da es auch nch eine "Zwischensituation" gibt, nämlich diejenige des Supremums. Das ist die kelinste obere Schranke, die man angeben kann, wobei aber nicht gesagt ist, dass dieses auch erreicht werden kann: in einer offenen nach oben beschränkten Menge mit genügend schönen Eigenschaften gibt es ein solches Supremum, welches aber nicht erreicht werden kann.

Wird ein solches Supremum erreicht - beispielsweise in einer abgeschlossenen Menge - so spricht man von einem Maximum.

Für massebehaftete Teilchen ist also die Lichtgeschwindigkeit "nur" ein Supremum, kann aber nicht erreicht werden. Der Abschluss dieser "Menge" aller massebehaftene Teilchen wird vom Licht selber erreicht, welches die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum auch tatsächlich erreichen kann.

Dein Beispiel ist also richtig.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Dgoe]

Hm,

und wie funktioniert die Verschränkung, mit der das eine Elektron überlichtschnell instantan das andere Elektron beeinflusst?

Gruß,
Dgoe

 

[Herr Senf]

Da ist in der Quantenphysik ein Strick dazwischen

PS: es ist "so da" , es ist keine Beeinflussung ... aber auch keine Vorherbestimmung ... das ist das "Mysterium" ...
wenn du es besser weißt, kriegste Nobelpreis

 

[RPE]

Ralf, ok jetzt sehe ich worauf du hinaus wolltest.

Dgoe, es gibt einen mathematischen Formalismus, mit dem man die Verschraenkung beschreiben kann. Eben den der Quantenmechanik. Das heisst aber primaer, dass man es damit korrekt, also quanititativ beschreiben kann, nicht dass es erklaert, wie es funktioniert. An dieser Stelle wirds schnell zur Interpretationssache, und es scheiden sich die Geister bis heute. Ich wuerde sagen, versteht man den Formalismus, und kann ihn anwenden, bekommt man zumindest schon mal mehr das Gefuehl etwas verstanden zu haben, als wenn man ihn nicht kennt. Mit Worten ist es hier jedoch nicht getan, fuerchte ich. Da musst du schon mal die Formeln in die Hand nehmen, und dich damit anfreunden. Das Grundprinzip ist dabei sogar wirklich erstaunlich einfach (Superpositionsprinzip: Addition und Gewichtungsfaktoren, das wars schon). Wahrscheinlich sogar zu einfach, dass es die meisten schon wieder skeptisch werden laesst. Man kann es natuerlich schnell auch wieder hochwissenschaftlich und kompliziert aussehen lassen, wenn man spitze Klammern, griechische Buchstaben, Pfeile, imaginaere Zahlen etc verwendet. Hat natuerlich auch in gewissen Lebenslagen seine Berechtigung, aber beim Begreifen des Kernprinzips schreckt es leider erstmal ab.

 

[FrankSpecht]

Moin Dgoe,

und wie funktioniert die Verschränkung

Mich interessiert die Antwort auf diese Frage ebenso!

Dem Delft-Experiment zufolge hat man, nach meiner Lesart, lediglich zwei Schlupflöcher (loophole) von Dreien bei der Verschränkung gestopft:
1.) Die verschränkten Teilchen kommunizieren nicht mit Lichtgeschwindigkeit, d.h. man hat sehr schnelle Messungen (100 ns) durchgeführt, die eine Übermittlung der Zustandsänderung mit Überlichtgeschwindigkeit über die Strecke von 1,3 km ausschließen.
2.) Die Orientierung der Spins war nicht vorherbestimmt (hier könnte meine Interpretation des Artikels fehlerhaft sein!).

Jedoch: Eine Erklärung, wie über die Verschränkung die Messung des Zustands eines Teilchens gleichzeitig den Zustand des anderen Teilchens festlegt, bleibt meines Erachtens unbeantwortet - "spooky"

 

[Herr Senf]

... Jedoch: Eine Erklärung, wie über die Verschränkung die Messung des Zustands eines Teilchens gleichzeitig den Zustand des anderen Teilchens festlegt, bleibt meines Erachtens unbeantwortet - "spooky"

Mit der Frage kannst du das nicht beantworten, weil die "Geschichte" schon mit der Erzeugung beginnt, die Messung stellt nur fest.
Das Verhalten von Teilchen wird in der Quantenphysik mit einer Wellenfunktion beschrieben, die ist "ausgedehnt", man kann nur Wahrscheinlichkeiten angeben.

Der verschränkte Zustand zweier Teilchen muß speziell "hergestellt" werden, sie werden gleichzeitig zB in einem Kristall erzeugt bzw. präpariert.
Bei einer solchen Präparation "teilen" sich zwei Teilchen eine Wellenfunktion, als ob sie quasi zusammenhängen unabhängig von ihrer späteren Entfernung.
Wenn durch Messung (Wechselwirkung) der Zustand eines Teilchens entschieden wird, dann wird die Messung des zweiten das Gegenteil zeigen.
Die beiden Zustände sind aber nicht schon bei der Erzeugung des Teilchenpaares festgelegt, sie sind bis zur ersten Wechselwirkung unbestimmt.
Das ist das Ergebnis solcher Experimente, kompliziert und gewöhnungsbedürftig - ist einfach so, deswegen legt die erste Messung die zweite fest.

Wenn man also viele erste Teilchen mißt, dann mißt man bei fast 100 % der zweiten Teilchen das Gegenteil, man weiß aber, daß man vorher verschränkt hat.
Man weiß aber vorher nicht, was beim zweiten Teilchen rauskommt, wenn man das erste nicht kennt. Wichtig ist also die Absicht des Experimentes.
Wenn die Entfernung der Teilchen größer wird, "überleben" nicht alle Teilchenpaare wegen Wechselwirkung die "aufgezwungene" Verschränkung.
Wenn man also zufällig zwei Teilchen mit gegenteiligem Zustand mißt, kann man nicht sagen, daß diese beiden vorher ggf. verschränkt waren.

Man nimmt wegen der Wahrscheinlichkeit viele Teilchenpaare und wenn man (entfernungsabhängig) fast 100 % Gegenteil mißt, hat man "gut" verschränkt.
Diese Verschränkung - die Herstellung zweier unbestimmter aber verbundener Zustände - funktioniert nur einmal bei der "Herstellung".
Man kann also nicht weiter an einem entschiedenen Zustand des ersten Teilchens rumdrehen, um das zweite Teilchen beliebig weiter zu ändern.

Grüße Senf

PS: es ist vielleicht ein bißchen analog zu Mathe, man hat eine Gleichung x + y = z mit drei Unbekannten, aber nur eine Gleichung.
Ich "messe" oder entscheide das "x" etwa mit x = -1 , dabei wurde "vorher verschränkt" z = 0 gesetzt und es muß sein y = 1

 

[Dgoe]

(...) es ist keine Beeinflussung ... aber auch keine Vorherbestimmung

Ja, mir kam die Formulierung der Frage schon spanisch vor, da eine Beeinflussung doch dem Prinzip Ursache und Wirkung folgt, was für gewöhnlich zeitlich hintereinander stattfindet - im Widerspruch zu " instantan". Andererseits hat die Messung nur offensichtlich dennoch eine Art Einfluss. Die Wortwahl 'verschränkt' oder "miteinander korrelierend" umgeht das natürlich elegant.

... das ist das "Mysterium" ...
wenn du es besser weißt, kriegste Nobelpreis

Das ist leider nicht absehbar.

Das Grundprinzip ist dabei sogar wirklich erstaunlich einfach ...

Das hört man gerne. Nimmt den Schrecken. Schon etwas anderes, als da bräuchte man rund 5 Mio. Kilokalorien (über 5 J. fürs Studium) um auch nur die Ansätze kennenzulernen. Danke.

... hat man, nach meiner Lesart, lediglich zwei Schlupflöcher (loophole) von Dreien bei der Verschränkung gestopft: ...

ich dachte alle?

1.) Die verschränkten Teilchen kommunizieren nicht mit Lichtgeschwindigkeit, d.h. man hat sehr schnelle Messungen (100 ns) durchgeführt, die eine Übermittlung der Zustandsänderung mit Überlichtgeschwindigkeit über die Strecke von 1,3 km ausschließen.

Genau, weil in der Zeit ein Kommunikationsversuch mit Lichtgeschwindigkeit nur 300 Meter weit kommt (oder 200, müsste nochmal nachsehen)

2.) Die Orientierung der Spins war nicht vorherbestimmt (hier könnte meine Interpretation des Artikels fehlerhaft sein!).

Ich hab das so verstanden, dass der irre Zufallsgenerator eine Determinierung ausschließt.

Jedoch: Eine Erklärung, wie über die Verschränkung die Messung des Zustands eines Teilchens gleichzeitig den Zustand des anderen Teilchens festlegt, bleibt meines Erachtens unbeantwortet - "spooky"

Tja, leider. Aber das ist doch auch kein loophole (Schlupfloch, (synonym zu "versteckte Parameter"?))

Diese Verschränkung - die Herstellung zweier unbestimmter aber verbundener Zustände - funktioniert nur einmal bei der "Herstellung".

Kann man die nicht ineinander verschachtelt verschränken? Also man nehme einen Partner verschränke es mit einem Dritten usw.!? Ich nehme an, das löst die vorherige jeweils auf, richtig?

Vielen Dank für alle Antworten.


Viele Grüße,
Dgoe

 

[TomS]

Es gibt ein Theorem, das die Verschränkung von drei und mehr Teilchen einschränkt; muss ich nachsehen.

Der wesentliche Punkt ist, dass weder Spinorientierung noch -werte bei der Präparation bekannt sind, und dass auch die reine Annahme, sie wären existent jedoch verborgen, zu nachweislich falschen Vorhersagen führt. Ein Teil der Interpretationsprobleme löst sich dadurch auf, dass man darauf verzichtet, den einzelnen Teilchen irgendwelche isolierten bzw. lokalisierten Eigenschaften zuzuschreiben (wie z.B. zwei Schuhen, von denen man sicher weiß, dass einer davon ein linker ist, auch ohne dasss man hinschaut). Das Problem bleibt jedoch bestehen, dass gerade weil diese Eigenschaften nicht vorliegen, es rätselhaft erscheint, warum sie dennoch nicht-lokal korreliert sind.

Es gibt dafür keine andere Begründung als den Formalismus der QM. Genausowenig gibt es jedoch eine Begründung für die Zeitdilatation, außer dem Formalismus der SRT. Wir stehen also nicht unbedingt schlechter da als in anderen Bereichen der Physik auch. Letztlich läuft es immer auf die selbe Fragestellung hinaus, nämlich warum ein bestimmter Formalismus zutreffend ist. Das ist jedoch keine Frage der Physik sondern eine der Metaphysik.

 

[Dgoe]

Apropos Threadtitel Quantengravitation,

Das ging ja eher am Thema vorbei, sorry, hatte sich so ergeben. Dabei fiel mir aber just ein Bogen dazu ein.

Nämlich wie schnell Gravitation ist, was schon manches mal diskutiert wurde. Also ob der Einfluss der G. sich mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnt, oder instantan ist. Hauptargument gegen instantan war doch die Obergrenze der LG.

Da aber nun zweifelsfrei klar ist, dass es quasi überlichtschnelle instantane Verbindungen gibt (hoffe die Formulierung geht), warum dann nicht auch hier, mit der Gravitation?

Gruß,
Dgoe

P.S.
@Tom: den Beitrag hier drüber noch nicht gelesen gehabt.

 

[Dgoe]

+ mehr noch. Da alle Energie beim Urknall vereint war und sagen wir mal als die Gravitation entstand, dann war auch alles "präpariert" (analog), um nicht zu sagen gravitativ verschränkt.
Entfernen sich nun Teile, nimmt die Gravitation ab, nähern sie sich wieder, nimmt sie zu. Aber warum nicht immer(noch) instantan zueinander?

Gruß,
Dgoe

 

[Herr Senf]

@TomS #48: zumindestens die 3-Teilchen-Verschränkung klappt seit 2 Jahren http://www.uibk.ac.at/ipoint/news/2014/quantentest-bestanden-drei-photonen-verschraenkt.html.de
Ob die "Kaskade" über Mehr-Teilchen-Systeme beherrschbar bleibt, keine Ahnung, so gesehen aber nicht ganz aussichtslos.

PS: habe gerade eine Angabe aus 2011 gefunden. Rekordhalter waren 8 verschränkte Photonen und 14 verschränkte Atome

@Dgoe #49,50: zu deinen Fragen

1. Eine Verbindung der Quantengravitation zur Verschränkung könnte es schon geben. Noch muß geklärt werden, wie lange bzw.
wie weit Verschränkungen (im Vakuum) aufrecht erhalten bleiben, irgendwann könnte die Gravitation der Störfaktor sein.
Unsere Welt sieht klassisch so aus - mit lokalen Teilchen mit "eigenen" Eigenschaften, weil ggf. frühere Verknüpfungen gelöst sind.
Nachgedacht wird zB auch darüber, ob zwei verschränkte Teilchen schwerer sind als zwei bereits "geschiedene".
Zum Verschränken in ein "System" braucht man Energie, die macht schwerer, beim "Zerfall" des Systems wird Info frei.

2. Die Gravitation ist schon instantan da, lediglich die Störungen wie Gravitationswellen im Feld breiten sich "als Info nur" mit LG aus.
Wenn dem nicht so wäre, gäbe es keine stabilen Planetensysteme. Die Gravitation hat auch keine Aberration (google wiki) wie Licht.

Genug metaphysiziert - Senf

 

[Dgoe]

Vielen Dank Herr Senf,

für die vielen laiengerecht wirklich gut verdaulichen Erklärungen.

Einen hab ich noch:

Nachgedacht wird zB auch darüber, ob zwei verschränkte Teilchen schwerer sind als zwei bereits "geschiedene".
Zum Verschränken in ein "System" braucht man Energie, die macht schwerer, beim "Zerfall" des Systems wird Info frei.

Warum nicht umgekehrt, analog zum Massendefekt. Oder wenn beide Teilchen eigene Wege gehen, dann ist es mehr Info, wenn man ihnen das wegnimmt, dann ist weniger da, sie müssen sich was teilen. Das passt ja auch gut zu deren Schwebezustand, sie wissen nicht ein, noch aus - misst man, so kommt vielleicht genau dadurch ein Bit an Info (das Zünglein an der Waage) hinzu, so dass sie zumindest schon einmal in entgegengesetzte Zustände kippen, um dann im weiteren Verlauf wieder ganz unabhängige eigene Wege zu gehen, nach weiteren Rendezvous.

Gruß,
Dgoe

 

[TomS]

Da aber nun zweifelsfrei klar ist, dass es quasi überlichtschnelle instantane Verbindungen gibt, warum dann nicht auch hier, mit der Gravitation?

Nein, es gibt diese "Verbindung" gerade nicht. Zumindest nicht in dem Sinne, dass da etwas "passiert".

Die wesentlichen Theorien der Quantengravitation liefern hier nichts konzeptionell Neues.

 

[Dgoe]

Nein, es gibt diese "Verbindung" gerade nicht.

Doch, es gibt sie.

Zumindest nicht in dem Sinne, dass da etwas "passiert".

Hm, wann passiert schon was? Wenn ich mal eine Planck-Zeit nehme, passiert (so gut wie) nix, nehme ich 1 Milliarde Jahre, dann schon. In unserem Fall passiert, dass wenn man misst, dann ein Wunder geschieht, wenn alles gut vorbereitet ist. DAS PASSIERT ABER. Das kann man nicht wegformulieren! Auch instantane Ereignisse passieren entweder oder nicht.

Die wesentlichen Theorien der Quantengravitation liefern hier nichts konzeptionell Neues.

Mag sein. So explizit bewiesenermaßen eindeutig war es jedoch noch nie, vorher gab es diverse Ausflüchte, vielversprechende Schlupflöcher, Relativierungen, Ungewissheiten, Zweifel und Gegenbehauptungen.
Ich weiß nicht, Du sprichst die Quantengravitation an, die nichts neues liefert - wahrscheinlich gemeint, dass dieser Sachverhalt für die Quantengravitation nichts neues liefert. Keine Ahnung, aber warum so negativ gebürstet, verstehe ich nicht.

Gruß,
Dgoe

 

[Dgoe]

Es gibt dafür keine andere Begründung als den Formalismus der QM.

Der ja nicht so unglaublich schwer formulierbar ist angeblich, besonders wenn man von hochtrabenden Notationen absieht. Mal auf das vorliegenden Bereich reduziert am Besten.

Wenn dem wirklich so ist. Wenn hier jemand, Du oder anderer, den also ohne größeren Aufwand hier notieren könnte, bitte, gerne. Wenn möglich nur mit reichlich Kommentaren.

Muss aber jetzt nicht sein, bitte nicht missverstehen.


Ich persönlich verstehe nur das Tubahu darum nicht, nach dem Motto, wer meint es verstanden zu haben, hat es nicht verstanden, usw. Das ist for me bullsh*t. Entweder ist es idiotensicher, oder es ist nichts. Nix. Entweder hat man was verstanden oder labert nur. Entweder kann man etwas erklären oder macht sich nur selber einen vor. Und das völlig Niveau-unabhängig.

Gruß,
Dgoe

 

[Herr Senf]

Hallo Dgoe,

Notationen als Verständnisgrundlage muß man einfach nur lernen wie das Einmal-Eins.
Sie sind keine Erkenntnis, sondern als Konvention nur gemeinsame Sprache, damit keiner rumschwurbelt.
Also beim Kritisieren sollte man nicht bei der Sprache ansetzen, die kann man übersetzen, sondern am Inhalt.
Antworten mit einer "umgekehrten" Frage zu hinterfragen, bringen keine neue Antwort - nur was soll das?

Manchmal ... Senf

 

[Dgoe]

Was für Notationen und umgekehrte Fragen? Puzzled.

 

[Dgoe]

Also nochmal,

Wenn man die QM und Qxxx nicht verstehen kann, dann hat sie auch keine Substanz. Wenn man sie verstehen kann, dann ist ok.

Aber das dauernde Gesülze in allen Medien über Jahrzehnte ist unerträglich: Wer meint sie verstanden zu haben, hat sie nicht verstanden. Kam das nicht von Bohr oder so.

Grausam. Oder Schrödingers Katze. Ja und? Da ist niemals eine ganze Katze tot oder lebendig, es gibt auch keinen Kasten und keinen Mechanismus. Nichtmals eine einzige Körperzelle einer Katze, worum es geht, spielt sich woanders ab. Das ist doch nur noch Volksverblödung, weil ja alle so saublöd wären, erklären wir es ihnen so, dass sie es auch bleiben, oder spätestens werden...

Nee.

Und dann sowas wie TomS: Da ist keine Verbindung!!!

Tom wird sich schon was dabei denken natürlich, aber so daher formuliert ist das ein no go.

Definiere bitte das Wort Verbindung, Tom! Um zu verstehen, was Du darunter verstehst.

Gruß,
Dgoe

 

[Herr Senf]

Also nochmal, Wenn man die QM und Qxxx nicht verstehen kann, dann ...

... überläßt man es denen, die nach viel Lernen etwas davon verstanden und die Examen bestanden haben

 

[TomS]

Und dann sowas wie TomS: Da ist keine Verbindung!!!

Definiere bitte das Wort Verbindung, Tom! Um zu verstehen, was Du darunter verstehst.

Eine Verbindung ist etwas, was etwa bewirken​ könnte. Und genau das ist nicht der Fall. Die beiden Teilchen sind kausal entkoppelt; es gibt keinen Hinweis auf eine Wechselwirkung.