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User stellen Alltagsfragen, Experten antworten |
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Quanten können auch ohne Beobachtung verschränkt sein |
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| | | Das Phänomen verschränkter Teilchen ist grundlegend für die Quantenphysik. Dass es in gewisser Weise Sinn macht, auch jenseits der Beobachtung von verschränkten Partikeln zu sprechen, erklärt der Experimentalphysiker Markus Aspelmeyer von der Gruppe Anton Zeilinger. |
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Unser User "sirrunrunshaw" wollte mehr über diese "spukhafte Fernwirkung" verschränkter Teilchen wissen, wie es Albert Einstein einmal genannt hat. Im Rahmen der ORF-Wissenschaftstage (10.-16. Mai 2004) haben wir Markus Aspelmeyer von der Universität Wien gebeten, die Frage der Woche von "Ask Your Scientist" zu beantworten.
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Die Frage der Woche im Wortlaut
User "sirrunrunshaw": "Die Verschränkung von zwei Teilchen ist ein grundlegendes Phänomen der Quantenphysik, über deren Zustand erst durch Messung oder Beobachtung etwas ausgesagt werden kann. Ist es sinnvoll zu sagen, dass Photonen o.ä. auch ohne Beobachtung verschränkt sind, bzw. was ist eigentlich eine natürliche "Entschränkung"?" |
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 Zur Frage der Woche samt User-Forum |
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Verschränkung und Entschränkung |
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Von Markus Aspelmeyer, Gruppe Anton Zeilinger
Das Phänomen der Verschränkung ist in der Tat das grundlegende Merkmal der Quantenphysik. Sind zwei Teilchen miteinander verschränkt (in unseren Experimenten in Wien sind das Lichtteilchen oder Photonen) heißt das, dass wir kein vollständiges Wissen über die Eigenschaften der Einzelteilchen haben können.
Obwohl wir die gemeinsamen Eigenschaften der beiden Teilchen vollständig kennen (z.B. ob beide Photonen entlang der selben Richtung polarisiert sind), sind die Eigenschaften des Einzelteilchens unbekannt.
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Erst Beobachtung legt Eigenschaft fest |
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Mehr noch: Es macht keinen Sinn, von Eigenschaften der Einzelteilchen zu sprechen. Wir können nur dem Gesamtsystem der beiden Teilchen Eigenschaften zuschreiben. Erst durch die Messung an einem Teilchen (die Beobachtung im Experiment) wird seine Eigenschaft festgelegt und (aufgrund der Verschränkung) instantan auch die des zweiten Teilchens. Erst die
Beobachtung im Experiment legt somit die Eigenschaft des vorher verschränkten Teilchens fest.
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Eine generelle Bemerkung zur Rolle der Beobachtung: Die Quantenphysik macht Voraussagen über den Ausgang von Beobachtungen im Experiment, d.h. jede Aussage (z.B. "die beiden Teilchen sind verschränkt") ist gleichzeitig eine Aussage über den Ausgang einer möglichen Messung am System. In diesem Sinn kann man Quantenphysik nicht unabhängig von Beobachtung betreiben. |
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Gemeinsame Teilchen-Eigenschaften auch ohne Beobachtung |
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Dennoch macht es Sinn zu sagen, dass zwei Teilchen auch ohne Beobachtung verschränkt sind. Dies ist eine Aussage über gemeinsame Eigenschaften der Teilchen, die auch unabhängig von der Beobachtung richtig ist.
Im Gegensatz zu der Aussage, dieses bestimmte Teilchen hat diese bestimmte Eigenschaft; diese Aussage ist sinnlos: die Eigenschaften der Einzelteilchen sind bis zum Zeitpunkt der Messung nicht definiert.
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Mehr als die Summer seiner Einzelteile |
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Das ist genau der Unterschied zum "entschränkten" System, bei dem zu jedem Zeitpunkt die Eigenschaften der Einzelteilchen definiert sind. Darüber hinaus: Das Gesamtsystem ist vollständig durch die Eigenschaften der Einzelteilchen bestimmt.
Das Gegenteil ist der Fall für das verschränkte System, das nur durch gemeinsame Eigenschaften charakterisiert wird. In anderen Worten: Beim verschränkten System ist das Ganze mehr als nur die Summe seiner Einzelteile ...
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Mehr dazu in science.ORF.at:
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