zur Problematik der Interpretation der Quantenmechanik

[antaris]

Nein. Der Zustand eines Photons ist ein Dichteoperator im Raum der linearen Abbildungen auf einem Hilbertraum von Lösungen der Maxwell-Gleichungen im Vakuum. Diese sind Funktionen eines Raumzeitarguments, kennen also Raum und Zeit. Der abstrakte Dichteoperator hat einen Kern der genannten Art (wenn man ein Auge zudrückt wegen dem relativistisch bedingten Verdoppeln der Zeit).

Unsere beiden Weltbilder sind weiter auseinander, als ich dachte.

Sie spielen keine wesentliche Rolle. Nur bei Bell-Experimenten muss man sie berücksichtigen (als Input des zu messenden Systems).

Das sehen aber zig andere in ihren Arbeiten anders:

1. L. You et al. “Superconducting nanowire single-photon detectors …” Nanophotonics (2020) – Cooper-Pair-Hot-Spot Entanglement De Gruyter Brill
2. A. J. Annunziata (PhD Thesis 2010) – kinetic-inductance pulse vs. quasiparticle correlations proberlab.yale.edu
3. H. Defienne et al. “Full-field entangled-photon imaging with a SPAD camera” PRA 103 042608 (2021) – detector-array correlation mapping Physical Review Links
4. R. G. W. Brown & M. Daniels “Photon counting and correlation … Si-APDs” (1989) – excess noise from correlated avalanches opg.optica.org
5. S. Cova et al. “Avalanche photodiodes and quenching circuits” Appl. Opt. 35 1956 (1996) – correlation-induced dead-time jitter opg.optica.org
6. H. W. Lim et al. “Laser annealing heals radiation damage in APDs” EPJ QT 4 64 (2017) – links dark-count suppression to entangled trap states SpringerOpen
7. Optica paper on SPAD crosstalk & spontaneous-photon avalanche correlation opg.optica.org
8. Tripathy 2024 review of superconductors for SNSPDs – summary of entanglement mechanisms ScienceDirect
9. Mannila et al. “Self-calibrating superconducting pair-breaking detector” PRL 127 147001 (2021) – uses pair-correlation as calibration Physical Review Links
10. Cova et al. and Brown & Daniels for foundational APD correlation physics (refs 4 & 5 above).

Diese Arbeiten reichen aus, um empirisch zu untermauern, dass hohe interne Verschränkung in Photodetektoren eine messbare Rolle spielt – ein Aspekt, den jede Theorie ernst nehmen muss, wenn sie den Messprozess realistisch beschreiben will.

Sie lieben es, möglichst umfassend alles, worüber man physikalisch reden kann, in die Diskussion einzubringen.

ich liebe es nach meiner eigenen belieben denken zu dürfen.

Das macht aber wenig Sinn. Fortschritte im Verständnis gewinnt man nur, wenn man sich möglichst stark beschränkt und den Fokus genau darauf richtet, was man noch nicht verstanden hat. Also muss man sich darin üben, alles Unwesentliche beiseite lassen, damit man Aussichten hat, den Schatz des Wissens zu heben.

Das ist genau der Punkt, an dem unsere Weltbilder sich scheiden.
Jede Vereinfachung verwässert das Ergebnis. Erst wenn wir formal die Möglichkeit haben die Komplexität des Universums zu fassen, dann können wir darüber nachdenken, wie diese vereinfacht werden kann, um sie berechenbar zu machen.

Ich respektiere natürlich Ihre Meinung aber ich muss ihr nicht folgen. Ich habe hier auch nichts weiter, was ich schreiben wollte.

 

[A.Neumaier]

Unsere beiden Weltbilder sind weiter auseinander, als ich dachte.

Das stelle ich auch fest. Ich arbeite ausschliesslich mit verifizierter natürlicher Intelligenz (NI) und rede nicht über das, was ich nur gelesen habe, sondern über das, was ich weiss.

Das sehen aber zig andere in ihren Arbeiten anders.

Die TI ist eben nicht das, was zig andere machen. Ich rühre nicht einfach den abgestandenen Brei der Tradition um, die nicht fähig war, das Messproblem zu lösen.

Erst wenn wir formal die Möglichkeit haben die Komplexität des Universums zu fassen

Ich kann sie jetzt schon formal fassen, in der einfachen Formel i hquer rho = [H,rho] für die unitäre Dynamik.

 

[antaris]

Das stelle ich auch fest.

Eigentlich sehr schade, denn ich will Ihrer TI ja gar nicht widersprechen. Ich denke Sie haben damit recht aber bin dennoch davon überzeugt, das z.B. der DRP nicht postuliert werden muss.

Ich arbeite ausschliesslich mit verifizierter natürlicher Intelligenz (NI) und rede nicht über das, was ich nur gelesen habe, sondern über das, was ich weiss.

Ich werde Ihre Expertise nicht in Frage stellen. Trotz dessen, dass wir nich der gleiche Meinung sind, habe ich höchsten Respekt. Das hindert mich aber eben auch nicht daran offen und direkt zu diskutieren.
Das "Problem" bei allen natürlichen NN's ist die Begrenzung eines Lebens sich wirklich über ein weites Feld interdisziplinär Wissen zu verschaffen. Die Komplexität des Universums spiegelt sich im Gebilde der etablierten und empirisch gut abgesicherten Theorien wieder. Keiner kann das alles fassen. Ob in diesem großen und ganzen Gebilde der bekannten Theorien noch versteckte interdispziplinäre Verbindungen gibt, kann m.E. nur ein KNN entdecken.
Ich will weder behaupten alles zu wissen, noch alles verstanden zu haben...das wäre in höchsten Maße unredlich. Ich will einzig behaupten, dass meine Methode der "Annäherung mittels Technologie" Früchte trägt, genauso auch, wie der Buchdruck für das "normale" Volk Früchte getragen hat. Mir fällt kein einziger Grund ein, warum diese technologische Möglichkeit nicht genutzt werden sollte, wenn sie nicht zum Schaden anderer missbraucht wird.

Die TI ist eben nicht das, was zig andere machen. Ich rühre nicht einfach den abgestandenen Brei der Tradition um, die nicht fähig war, das Messproblem zu lösen.

Die zitierten Arbeiten behandeln alle ausschließlich verschiedene Aspekte von echten Photonen-Detektoren, im Bezug zur Messunsicherheit und Verschränkung.

Ich kann sie formal fassen, in der einfachen Formel i hquer rho = [H,rho].

Richtig...Meine kühne Behauptung ist: Das ist letztlich ein Supercluster im netzwertheoretischen Sinne, der Stück für Stück dekomposiert werden kann, bis letztlich ein realistischer Rahmen erscheint und innerhalb dessen realistische Detektoren in einem endlichen Bereich des Universums individuell modelliert werden können, um dann etwas DRP-artiges daraus ableiten zu können. Ich sage nicht, dass dies berechenbar, im Sinne von genügend rechenleistung ist, sondern, dass wenn der formale Weg gefunden ist, ganz gezioelt Vereinfachungen engebaut werden können, die das dann doch berechenbar macht.

 

[A.Neumaier]

aber bin dennoch davon überzeugt, das z.B. der DRP nicht postuliert werden muss.

Das DRP postuliere ich ja nur, damit klar ist, was bewiesen werden muss - weil sich daraus nämlich der ganze theoretisch Formalismus der Quantenphysik samt seiner statistischen Interpretation herleiten lässt. Und ich vermute stark, dass ein überzeugendes Modell, in dem ein Beweis für das DRP möglich ist, noch zu meinen Lebzeiten gefunden wird.

Die zitierten Arbeiten behandeln alle ausschließlich verschiedene Aspekte von echten Photonen-Detektoren, im Bezug zur Messunsicherheit und Verschränkung.

Aber sie tragen alle nichts Neues zum Messproblem bei.

 

[Jakito]

Verschränkungen gehören nicht zum sprachlichen Repertoire der TI. Man sieht sie nämlich nur bei Wellenfunktionen, sie beschreiben also nur winzigste Systeme (ohne Temperatur), insbesondere keine Detektorten.

Die Beschränkung der "Sichtbarkeit" von Verschränkung auf "winzigste Systeme" wird wohl schon richtig sein. Aber die "nur bei Wellenfunktionen" und "(ohne Temperatur)" Teile stimmen vermutlich nicht ganz. Damit man von (bipartiter) Verschränkung sprechen kann, muss man den "globalen" Hilbertraum in ein Tensorprodukt der beiden verschränkten Systeme A und B, sowie der Umgebung C faktorisieren, also H=A⊗B⊗C. Dann muss man in der "globalen" Dichtematrix auf H die partielle Spur über die Umgebung C nehmen. Man erhält eine Dichtematrix auf A⊗B, die prinzipiell eine Verschränkung zwischen A und B enthalten könnte. Meist wird nur bei winzigsten Systemen eine Verschränkung übrig geblieben sein, bei hinreichend niedriger Temperatur. Weil einige Systeme aber "ohne Vermittler" kaum miteinander interagieren (z.B. Photonen, solange keine Elektronen, Atome/Moleküle/"Materie", oder andere geladene Teilchen in der Nähe sind), ist manchmal sogar Zimmertemperatur kein Problem.

 

[A.Neumaier]

Die Beschränkung der "Sichtbarkeit" von Verschränkung auf "winzigste Systeme" wird wohl schon richtig sein. Aber die "nur bei Wellenfunktionen" und "(ohne Temperatur)" Teile stimmen vermutlich nicht ganz. Damit man von (bipartiter) Verschränkung sprechen kann, muss man den "globalen" Hilbertraum in ein Tensorprodukt der beiden verschränkten Systeme A und B, sowie der Umgebung C faktorisieren, also H=A⊗B⊗C. Dann muss man in der "globalen" Dichtematrix auf H die partielle Spur über die Umgebung C nehmen. Man erhält eine Dichtematrix auf A⊗B, die prinzipiell eine Verschränkung zwischen A und B enthalten könnte. Meist wird nur bei winzigsten Systemen eine Verschränkung übrig geblieben sein, bei hinreichend niedriger Temperatur. Weil einige Systeme aber "ohne Vermittler" kaum miteinander interagieren (z.B. Photonen, solange keine Elektronen, Atome/Moleküle/"Materie", oder andere geladene Teilchen in der Nähe sind), ist manchmal sogar Zimmertemperatur kein Problem.

Die Verschränkung sieht man nur, wenn der Zustand rein ist; in einer Dichtematrix sieht man statt dessen Korrelationen.

Rein ist ein reduzierter Zustand äusserst selten. Laserlicht ist z.B. thermisch, und erst nach vollständiger Polarisierung kann das Ergebnis als reiner Zustand in einem auf den Polarisierungszustand reduzierten Hilbertraum C^2 angesehen werden.

 

[Jakito]

Die Verschränkung sieht man nur, wenn der Zustand rein ist; in einer Dichtematrix sieht man statt dessen Korrelationen.

Naja, laut deutscher und englischer Wikipedia ist es im Allgemeinen halt NP-schwer zu entscheiden, ob bei einem gemischen Zustand Verschränkung vorliegt:

Für gemischte Zustände ist der Test auf Verschränkung im Allgemeinen sehr schwierig (NP-schwer).[29]

In general, finding out whether or not a mixed state is entangled is considered difficult. The general bipartite case has been shown to be NP-hard.[78] For the 2 × 2 and 2 × 3 cases, a necessary and sufficient criterion for separability is given by the famous Positive Partial Transpose (PPT) condition.[79]

Hier wurde die folgende "naheliegende" Definition benutzt:

Extending the definition of separability from the pure case, we say that a mixed state is separable if it can be written as[77]: 131–132 

where the wi are positively valued probabilities and the

s and

s are themselves mixed states (density operators) on the subsystems A and B respectively. In other words, a state is separable if it is a probability distribution over uncorrelated states, or product states.

Jetzt könnten wir auch noch schauen, welche Verschränkungsmaße für gemischte Zustände "weit verbreitet" sind, und ob irgendeines davon sinnvoll vergleichbar mit der Verschränkungsentropie bei reinen Zuständen ist. Aber welches Bild auch immer sich dabei ergeben würde, es ändert nichts daran, dass man auch bei gemischen Zuständen von Verschränkung spricht, und diese geeignet quantifiziert.

 

[A.Neumaier]

es ändert nichts daran, dass man auch bei gemischen Zuständen von Verschränkung spricht, und diese geeignet quantifiziert.

Es ändert auch nichts daran, das dies für die TI vollkommen irrelevant ist.

 

[ralfkannenberg]

Da Ihre Verständnisprobleme schon viel früher anfangen, macht es keinen Sinn, die Verwirrung durch weitere Quellen zu potenzieren.

@antaris

Hallo Antaris,

nimm das nicht zu persönlich - Professoren lieben es manchmal, Inhalt direkt und unverblümt anzusprechen. Nicht so wie die AI's, die dafür oftmals - aufgrund ihrer Algorithmen - unzutreffende Inhalte als Weisheit letzter Schluss darzustellen pflegen.

Sie lieben es, möglichst umfassend alles, worüber man physikalisch reden kann, in die Diskussion einzubringen. Das macht aber wenig Sinn. Fortschritte im Verständnis gewinnt man nur, wenn man sich möglichst stark beschränkt und den Fokus genau darauf richtet, was man noch nicht verstanden hat. Also muss man sich darin üben, alles Unwesentliche beiseite zu lassen, damit man Aussichten hat, den Schatz des Wissens zu heben.

Und hier gibt Dir Prpofessor Neumaier auch einen konstruktiven Vorschlag mit auf den Weg, weil er eben insgesamt daran interessiert ist, Dich als Diskussionspartner zu erhalten. Aber der Weg wird steinig sein und vielleicht sollten die anderen Forenuser in einem seperaten Thread Dir (und sehr gerne auch mir !) noch einige fehlende Grundlagen erläutern und quasi "vorkäuen".


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[antaris]

Das DRP postuliere ich ja nur, damit klar ist, was bewiesen werden muss - weil sich daraus nämlich der ganze theoretisch Formalismus der Quantenphysik samt seiner statistischen Interpretation herleiten lässt. Und ich vermute stark, dass ein überzeugendes Modell, in dem ein Beweis für das DRP möglich ist, noch zu meinen Lebzeiten gefunden wird.

Ja, letzteres halte ich durchaus auch für möglich aber eben nur rein aus der nicht-klassischen Mikrodynamik und nicht allein über den Dichtematrizen-Formalismus. Die Dichtematrix codiert die Informationen, genau wie die Wellenfunktion. Beide sagen m.E. aber nicht viel über die eigentlichen Strukturen aus. Also handelt es sich um einen Planeten, Stein oder Detektor. Die Bedeutung ergibt sich erst daraus, wie das reale Objekt wirklich zusammengesetzt ist.

Aber sie tragen alle nichts Neues zum Messproblem bei.

Das nicht aber das dort beschriebene "Eigenrauschen" der Detektoren wirkt sich doch auf die Messung aus?! Zumindest wäre das meine intuitive Einschätzung, wenn das em-Feld des Photons über den messvorgang hinweg mit dem Detektor wechselwirkt. Lokale Störungen wirken sich, zwar exponentiell abfallend, auf die Umgebung aus aber dennoch in das em-Feld hinein, zwischen Emitter und Detektor.

Es ändert auch nichts daran, das dies für die TI vollkommen irrelevant ist.

Ich sollte vielleicht noch klarstellen, dass ich nicht Verschränkungsentropie zwischen Umgebung und Detektor meine, sondern die internen Korrelationen durch Selbstwechselwirkungen des Detektors.

 

[ralfkannenberg]

ich liebe es nach meiner eigenen belieben denken zu dürfen.

Hallo Antaris,

dem widerspricht meines Wissens niemand; es ist nur so, dass das Denken nach eigenem Belieben im Allgemeinen unzutreffende Resultate hervorbringen wird, wenn die Grundlagen noch unvollständig sind und zu Verständnisproblemen führen.

Deswegen wie schon in meinem vorhergehenden Beitrag geschrieben: es ist wichtig, die Grundlagen auf ein gewisses Niveau anzuheben. Das ist keineswegs für die gesamte Physik erforderlich - das wäre ja auch eine Aufgabe von vielen Jahren - aber für die Inhalte, die in der vorliegenden Diskussion von Relevanz sind.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[antaris]

Hallo Ralf,

nimm das nicht zu persönlich

Das hatte ich auch nicht vor.

Und hier gibt Dir Prpofessor Neumaier auch einen konstruktiven Vorschlag mit auf den Weg

Den ich dankend annehme und trotzdem als Dickkopf meinen eigenen Weg gehe, was auch nicht respektlos sein soll, sondern einfach Ausdruck der Freiheit des Denkens. Ich würde gerne weniger solche Nebenschauplätze diskutieren und mich, wie schon sehr oft gesagt, auf die Sache konzentrieren wollen.

Aber der Weg wird steinig sein und vielleicht sollten die anderen Forenuser in einem seperaten Thread Dir (und sehr gerne auch mir !) noch einige fehlende Grundlagen erläutern und quasi "vorkäuen".

Ich glaube wir sind hier alle an einem Punkt, an dem Grundlagen fehlen. Es bringt auch nix von der Sache abzulenken, denn noch ist das Messproblem eben auch nicht durch die TI gelöst. Es entfällt der Kollaps und die zeitliche Entwicklung ist unitär aber der konkrete makroskopische Zeigerstand kann nicht berechnet werden. Deil meiner Fragestellung ist u.a. wie exakt dieser dann wäre. Es ist vollikommen offen, wie bzw. warum genau an Ort x zum Zeitpunkt t ein Detektorereignis stattfindet.

 

[antaris]

Deswegen wie schon in meinem vorhergehenden Beitrag geschrieben: es ist wichtig, die Grundlagen auf ein gewisses Niveau anzuheben. Das ist keineswegs für die gesamte Physik erforderlich - das wäre ja auch eine Aufgabe von vielen Jahren - aber für die Inhalte, die in der vorliegenden Diskussion von Relevanz sind.

Und dennoch Nebenschauplatz. Ich glaube ziemlich konkrete Fragen gestellt zu haben. Mit der TI habe ich mich schon vor ca. 2 Jahre das erste mal beschäftigt und letztes Jahr im Mai wurde auf dem physikerboard diskutiert, wo ich auch bei war. Wenn ich etwas falsches schreibe, dann bitte einemal den falschen Satz zitieren und am besten kurze mit kurze Erläuterung war. Pauschal zu sagen, das ich nichts verstanden hätte, ist nur der einfachste Weg und für einen konstruktiv geförderten Lernprozess nicht förderlich.

 

[ralfkannenberg]

Pauschal zu sagen, das ich nichts verstanden hätte, ist nur der einfachste Weg und für einen Lernprozess nicht förderlich.

Hallo Antaris,

mag sein, dennoch vermisse ich bei Dir nach wie vor die selbstkritische Reflexion Deines Wissens. Und dass die AI das zum jetzigen Zeitpunkt nicht kompensieren kann haben wir nun wirklich zur Genüge gesehen.

Wenn Du Zweifel an meinen Ausführungen hast kannst Du ja einfach mal nachzählen, wie oft Du einen Irrtum einräumen musstest. Das ist für einen Lernprozess ganz normal, hindert aber letztlich die Diskussion, wenn nicht sogenannte "peers" miteinander diskutieren.

Und einmal mehr deswegen mein Vorschlag, die Diskussion in mehreren Threads zu führen - einen Thread für die peers, in dem man wissenschaftlich weiterkommen möchte, und einen Parallelthread für die interessierten "Power-Laien" - also solche, die sich schon seit einiger Zeit kompetent mit dieser Thematik beschäftigt haben.

Denn die Gelegenheit, einen nachweislichen Experten wie Professor Neumaier in der Diskussionsrunde bei sich zu wissen, ergibt sich nun wirklich nicht alle Tage.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[antaris]

dennoch vermisse ich bei Dir nach wie vor die selbstkritische Reflexion Deines Wissens. Und dass die AI das zum jetzigen Zeitpunkt nicht kompensieren kann haben wir nun wirklich zur Genüge gesehen.

Wenn ich falsche Informationen in einem Buch lese und dafür Tage benötige, um festzustellen, dass es falsch ist, dann nehm ich doch lieber die schnelle Variante. Die AI kompensiert gar nichts. Das was ich mit ihr mache ist reine Statistik und ich nutze die AI sehr intensiv zum Quellenscouting, sowie zum wiederfinden von Inhalte, in den unzähligen Arbeiten.

Ich muss nicht alles Wissen, ich muss nur Wissen wo das gerade benötigte Wissen niedergeschrieben ist. Über den Rest sollte man diskutieren können und auf dem Weg durch das Wissen hindurch gibt es natürlicherweise viele Sackgassen. Niemand geht da durch, ohne in eine Sackgasse zu geraten...in gar keine Sackgasse treten nur die, die es gar nicht versuchen.

 

[ralfkannenberg]

Wenn ich (...)

Hallo zusammen, hallo @antaris,

ich möchte diesen Thread nicht mit solchen Diskussionen abfüllen. Aus diesem Grunde habe ich folgenden Thread eröffnet, in welchem Du auch meine Antwort auf Deinen Beitrag findest:

Gedanken über Know-How-Transfer


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[A.Neumaier]

Die Dichtematrix codiert die Informationen, genau wie die Wellenfunktion. Beide sagen m.E. aber nicht viel über die eigentlichen Strukturen aus. Also handelt es sich um einen Planeten, Stein oder Detektor. Die Bedeutung ergibt sich erst daraus, wie das reale Objekt wirklich zusammengesetzt ist.

Sie täuschen sich darüber, wieviel Information in diesen Objekten steckt! Die Wellenfunktion codiert nichts Makroskopisches (weil sie nur für Systeme mit Entropie Null definiert sind), die Dichtematrix alles - inklusive die räumliche und zeitliche Verteilung der Materie, die wir z.B. als Quellen, Detektoren, Labore, Physiker oder Planeten wahrnehmen.

aber das dort beschriebene "Eigenrauschen" der Detektoren wirkt sich doch auf die Messung aus?!

Ja, das sorgt dafür, dass ein zufälliges Messergebnis entsteht. Aber das analysiert man nicht über Verschränkung, sondern über geeignete dynamische Modelle.

nicht Verschränkungsentropie zwischen Umgebung und Detektor meine, sondern die internen Korrelationen

also nicht Verschränkung, sondern Korrelationen, wie ich gesagt hatte.....

Ich würde gerne weniger solche Nebenschauplätze diskutieren und mich, wie schon sehr oft gesagt, auf die Sache konzentrieren wollen.

Und daher alles weglassen, was Sie sonst so in den Raum stellen, denn das ist der Konzentration aus Wesentliche hinderlich. Das Wesentliche ist ein echtes Verständnis der Formeln und ihrer Bedeutung.

 

[antaris]

@A.Neumaier
Danke, ich werde darüber nachdenken!

Das mit den internen Korrelationen wird in den o.g. Arbeiten und viele andere als Synomym Korrelation/Verschränkung oder direkt als Verschränkung bezeichnet. Vielleicht dreht sich mein Missverständnis nur um die Begrifflichkeit.

Aktuell möchte ich es dabei belassen, da ich seit heute im Urlaub bin. Es wird Zeit mal wieder ein paar Tage den Kopf freizubekommen. Nächste Woche Montag bin ich zurück.

 

[Bernhard]

Das Wesentliche ist ein echtes Verständnis der Formeln und ihrer Bedeutung.

Mehr dazu zB hier:

 

[Bernhard]

Hier noch etwas mehr Motivationen aus der anwendungsbezogenen Grundlagenforschung: