Feinstofflichkeit erklärt von einem Physiker

[Joey]

Wie wird denn der EPR-Effekt quantenphysikalisch erklärt? Meines Wissens werden Begriffe wie Quantenverschränkung und Non-Lokalität eingeführt, die jedoch allenfalls beschreiben, aber nichts erklären.

Es wird generell nur beschrieben in der Physik. Da wir mit einfachen Theorien ziemlich viel beschreiben koennen, sprechen wir da dann von "erklaeren". Streng genommen ist das aber falsch. Ein Weltbild ist nicht die Welt. Ein Weltbild soll die Welt stimmig abbilden - eben beschreiben.

Und ja, es sieht so aus, dass wir moeglicherweise auf ein Attribut der Theorie - vollstaendig, real oder lokal - verzichten muessten.

Siehe z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Bellsche_Ungleichung

Was bewirkt bei der wissenschaftlichen Messung/Observation von Teilchen den Kollaps der Wahrscheinlichkeitswellen? Dass die Interaktion mit der Umwelt die Ursache für die Auflösung der Superposition ist, wird im Rahmen der Dekohärenztheorie vermutet, die nach meiner Information nur bedingt belegt ist.

An einer sauberen Deutun gder Quantenmechanik beissen wir uns gerade ordentlich die Zaehne aus. Ich halte die Dekohaerenz-Deutung fuer vielversprechend, wenn auch sie einige Schoenheitsfehler im Detail hat und, wie Du schreibst, nicht vollstaendig belegt ist.

Ein neuerer Ansatz ist beispielsweise der http://www.spektrum.de/alias/titelthema-quanten-bayesianismus/eine-neue-quantentheorie/1201696
Ist jedenfalls eine interessante Idee.

 

[Benjamin]

Die Schwarzkoerperstrahlung ist ja Licht. Die Zustandssumme betrifft die Zustaende der Schwingungsmoden des EM-Feldes. Wo sind da die Zwischenzustaende?

Ja, wo sind sie denn? Wo sind diese Zustaende in der Zustandssumme des EM-Feldes?

Die besagten Zustände äußern sich z.B. als Vakuumfluktuationen des em. Feldes. In der klassischen Thermodynamik kommen die nicht vor, daher auch nicht in der Zustandssumme.

Wieso "gesunder Menschenversatand"? Der ist kein Argument.

Das sehe ich ganz anders.

Und dann weiter die Frage: Warum soll das irgendetwas Feinstoffliches nahelegen?

Das tut es nicht, und habe ich auch nie behauptet.

PS: Ob es fuer spontane Emission schon die QED braucht, weiss ich nicht.

"Brauchen" ist ein ungünstiges Wort. Die QED war die erste - und ist meines Wissens bis heute die einzige - Theorie, die die spontante Emission erklären konnte und kann.

 

[Lamia1]

An einer sauberen Deutun gder Quantenmechanik beissen wir uns gerade ordentlich die Zaehne aus. Ich halte die Dekohaerenz-Deutung fuer vielversprechend, wenn auch sie einige Schoenheitsfehler im Detail hat und, wie Du schreibst, nicht vollstaendig belegt ist.

Die Theorie der Dekohärenz liefert meines Erachtens durchaus physikalische Erklärungen (aus der Interaktion mit der Umgebung resultierender Kollaps der Wellenfunktion), während die Kopenhagener Interpretation ausschließlich beschreibt.

 

[Joey]

Die besagten Zustände äußern sich z.B. als Vakuumfluktuationen des em. Feldes. In der klassischen Thermodynamik kommen die nicht vor, daher auch nicht in der Zustandssumme.

Die Zustandssumme ist ja nicht "klassisch", sondern beinhaltet einen Summanden (bzw. Integral-Anteil im kontinuoierlichen Fall) fuer jeden Zustand. Die Zwischen-Zustaende haben da nur offensichtlich keinen Anteil. Warum nicht?

Und die Vakuum-Fluktuationen werden schon gut durch die QED - bzw. durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschrieben. Auch da kommen keine Zwischen-Amplituden vor.

"Brauchen" ist ein ungünstiges Wort. Die QED war die erste - und ist meines Wissens bis heute die einzige - Theorie, die die spontante Emission erklären konnte und kann.

Wie gesagt, wenn das irgendwie wichtig waere, muesste ich das nochmal nachschauen, was ich da gerade nur grob in Erinnerung habe.

 

[Joey]

Die Theorie der Dekohärenz liefert meines Erachtens durchaus physikalische Erklärungen (aus der Interaktion mit der Umgebung resultierender Kollaps der Wellenfunktion), während die Kopenhagener Interpretation ausschließlich beschreibt.

Was genau ist der Unterschied zwischen Erklaerung und Beschreibung? Ich denke, wir muessen diese Definitionen erst einmal abklaeren, wenn wir weiter darueber schreiben wollen.

 

[heugelischeEnte]

die Feinstofflichkeit selbst ist so ähnlich wie Goofy von Walt Disney, immer gesund,
immer dem Menschen angetan, und besteht die größten Abenteuer gegen die abnormale Intelektualität, nach außen gewandte Brachialität und absurde Götzendienste.

Die Feinstofflichkeit weist dem Körper alle Werte zu, und kann modifizieren, und baut ein angenehme Integrität auf, ist wenn sie sich nicht mit der Eitelkeit verbündet,
viel brauchbarer als es das ewig feine Getue von den Politikern wünschen lässt.

 

[Lamia1]

Was genau ist der Unterschied zwischen Erklaerung und Beschreibung? Ich denke, wir muessen diese Definitionen erst einmal abklaeren, wenn wir weiter darueber schreiben wollen.

Planeten umkreisen die Sonne.

Wenn ich diesen Prozess beschreibe, äußere ich: Auf Ellipsenbahnen rotieren die Planeten mit der jeweiligen Durchschnittsgeschwindigkeit v ums Zentralgestirn.

Wenn ich diesen Vorgang erkläre, dann erläutere ich zusätzlich, WIE bzw. aus welchem Grunde dieser Vorgang zustande kommt. Beispiel: Die Sonne emittiert physikalisch reale Kraftteilchen, die die Planeten anziehen. Deshalb driften sie nicht ins Weltall ab.

 

[Joey]

Planeten umkreisen die Sonne.

Wenn ich diesen Prozess beschreibe, äußere ich: Auf Ellipsenbahnen rotieren die Planeten mit der jeweiligen Durchschnittsgeschwindigkeit v ums Zentralgestirn.

Wenn ich diesen Vorgang erkläre, dann erläutere ich zusätzlich, WIE bzw. aus welchem Grunde dieser Vorgang zustande kommt. Beispiel: Die Sonne emittiert physikalisch reale Kraftteilchen, die die Planeten anziehen. Deshalb driften sie nicht ins Weltall ab.

Tja, aber diese "physikalisch realen Kraftteilchen" - auch Graviton genannt - sind wiederum nur ein Postulat, welches der Beschreibung dient.

Bleiben wir mal bei den Planetenbahnen:

Am Anfang steht die Beobachtung: Oh, die bewegen sich ja auf Elipsenbahnen um die Sonne drum herum.

Dann kommt der erste Ansatz: Das ist wohl die Schwerkraft. Die gleiche Kraft, die den Apfel vom Baum fallen laesst, zieht die Planeten immer zur Sonne hin. Mit ein paar Seiten Rechnerei kommt dann auch raus: Mit dem newtonschen Gravitationsgesetz kann man die Planetenbahnen (fast) beschreiben.

Das Gravoitationsgesetz ist aber immernoch nur eine Beschreibung, aus dem die beschreibung der Planetenbahnen aber folgt. Und besser noch: Aus dem Gravitationsgesetz folgen noch ein paar weitere Beobachtungen, die wirklich getaetigt wurde. Also: Wir haben da ein Grundpostulat, aus dem eine Reihe von Beobachtungen folgen... die mit diesem Grundpostulat also "erklaert" werden koennen. Streng genommen ist es aber immernoch nur eine beschreibung.

So bleit es auch, wenn wir dann ueber die ART gehen und zu den Gravitonen ankommen. Die "Erklaerungsmacht" - also die Zahl der beobachtungen, die sich mit diesen einfachen Ansaetzen erklaeren lassen - steigt staendig weiter... streng genommen ist leibt es aber eine Beschreibung. Wir nennen es "Erklaerung", weil die Beobachtungen aus den Grunspostulaten ueber mehr oder weniger logische Schritte und Rechnungen folgen.

Kommen wir jetzt zur Kopenhagener Deutung vs. Dekohaerenzdeutung: Da ist das gleiche Spiel. In der Kopenhagener Deutung wird gesagt: "Die Wellenfunktion kollabiert bei Beobachtung?Wechselwirkung". In der Dekohaerenzdeutung wird das ein wenig aufdifferenziert mit einem "tiefer liegenderen Postulat", welches mit ein paar Rechnungen schliesslich ein Ergebnis zeigt, was man als "Kollaps der Wellenfunktion" bezeichnen kann. Die Grundaxiome (Postulate) sind tiefer liegend... es bleibt aber eine Beschreibung.

Wir nennen es "Erklaerung", wenn aus relativ wenigen oder simplen Grundannahmen durch logische Schlussfolgerungen etc. sich eine Vielzahl von verifizierten Beobachtungen schlussfolgern laesst, oder gar prognostizieren, was dann in spaeteren Beobachtungen oder Versuchen bestaetigt wird.

 

[Benjamin]

Die Zustandssumme ist ja nicht "klassisch", sondern beinhaltet einen Summanden (bzw. Integral-Anteil im kontinuoierlichen Fall) fuer jeden Zustand. Die Zwischen-Zustaende haben da nur offensichtlich keinen Anteil. Warum nicht?

Weil sie von Materie nicht absorbiert werden können, und daher nicht messbar sind.

Die Vakuumfluktuationen sind hingegen indirekt beobachtbar, z.B. als spontane Emission. Auch der Casimir-Effekt wird dafür gerne angeführt. Veröffentlichungen aus dem letzten Jahrzehnt zeigen aber, dass dieser Effekt auch ohne Vakuumfluktuationen beschrieben werden kann.

Vakuumfluktuationen übertragen jedenfalls keine Energie auf Materie, kommen daher auch nicht in der Zustandssumme vor, sie dienen nur als Katalysatoren.

Und die Vakuum-Fluktuationen werden schon gut durch die QED - bzw. durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschrieben. Auch da kommen keine Zwischen-Amplituden vor.

Nje... Das ist nicht ganz korrekt. In der QED sind Photonen stationäre Schwingungszustände des em. Feldes. Ähnlich wie die Elektronenorbitale stationäre Schwingungszustände im Atom sind. Es gibt aber beliebige andere Zustände, nur sind die nicht stationär.
Ebenso gibt es für das em. Feld beliebige andere Schwingungszustände und damit Amplituden, nur sind diese nicht scharf. Es gibt eine Amplitudenunschärfe.

In der Tat sind die Photonenzustände, die einzigen, für die die Amplitude völlig scharf ist. Photonen sind Idealzustände des em. Feldes, die in der Natur so gut wie nicht vorkommen. Sie können aber mit viel Aufwand relativ gut präpariert werden. Alle natürlichen Lichtquellen, wie aber auch Laser, haben eine Amplitudenunschärfe. Es gibt damit keinen wohldefnierten Zustand von - sagen wir - 100 Photonen. Es sind vielleicht im Mittel 100, es können aber auch 102 oder 95 sein.
Das ist kein Problem der Lichtmessung oder -erzeugung, es liegt in der Natur der Sache. Daher meinte ich eingangs auch, dass man das Photonenbild der Strahlung mit Vorsicht genießen sollte.

 

[Joey]

Weil sie von Materie nicht absorbiert werden können, und daher nicht messbar sind.

Die Vakuumfluktuationen sind hingegen indirekt beobachtbar, z.B. als spontane Emission. Auch der Casimir-Effekt wird dafür gerne angeführt. Veröffentlichungen aus dem letzten Jahrzehnt zeigen aber, dass dieser Effekt auch ohne Vakuumfluktuationen beschrieben werden kann.

Vakuumfluktuationen übertragen jedenfalls keine Energie auf Materie, kommen daher auch nicht in der Zustandssumme vor, sie dienen nur als Katalysatoren.

Vakuumfluktuationen bewirken auch die Lamb-Verschiebung. DAS ist ein Einfluss auf die Materie.

Welche Veroeffentlichungen meinst Du, die den Casimir-Effekt ohne Vakuumfluktuation beschreiben? Mir sind da keine bekannt (ist aber auch nicht mein Feld).

Und ich spreche hier von den Besetzungszahlen der Moden untereinander. Wenn da noch Zwischenzustaende waren, waeren diese Besetzungszahlen untereinander ja schon anders, als wir beobachten - im Widerspruch zum Planck-Spektrum.

Nje... Das ist nicht ganz korrekt. In der QED sind Photonen stationäre Schwingungszustände des em. Feldes.

Stationaere Schwingungsmoden kannst Du mit Photonen auffuellen. Du kannst Photonen aber auch als Wellenpacket beschreiben.

Das ist aehnlich, wie Du in der Quantenmechanik einem Teilchen einfach die Wellenfunktion e^i(kx-wt) zuordnen kannst - fuer simple Ueberschlagsrechnungen z.B. ueber den Tunneleffekt ganz praktisch, aber nicht normierbar etc. - oder mit einer Superposition da z.B. ein schoenes gaussisches Wellenpacket beschreiben kannst.