mojorisin schrieb:Überlagerungszustände sind normal nicht stationär, d.h. Sie ändern sich mit der Zeit. Reine Zustände hingegen sind stationär. Ich kann das am Freitag mal genauer erklären, wenn ich wieder zuhause bin.
Ich möchte noch kurz etwas zum Thema
Zustand in der Physik sagen. Das Konzept des Zustands ist eines der wichtigsten in der Physik sowohl in der klassischen Physik als auch in der Quantenmechanik. Über das Konzept des Zustandes kann man meiner Meinung nach am einfachsten die Brücke zur QM schlagen und auch die Unterschiede zwischen QM und klassicher Physik am Besten verstehen.
In der klassischen Physik können wir anhand des Zustandes das gesamte betrachtet physikalische System beschreiben. Fangen wir mit etwas ganz einfachem an, einem massebehaftets punktförmiges Modellobjekt das sich nur entlang einer Achse bewegen kann. In der klassischen Physik ist der gesamt Zustand beschrieben mit der Orts- und der Impulsinformation. Der Zustandsvektor gibt uns jetzt zu jedem Zeitpunkt an wo sich das Objekt befindet und mit welcher Geschwindigkeit.
In blau sehen wir den Zustandsvektor zu verschiedenen Zeiten. Der Impuls eines Teilchens bleibt ohne Krafteinwirkung immer gleich und da die Bewegung erhalten bleibt ändert sich der Ort zunehmend. Entscheidend ist hier in der klassischen Physik z.B. das der Ort und der Impuls des Teilchens immer genau messbar sind. In diesem Beipiel sind unendlich viele Zustände möglich, da der Ort sowie Impuls kontinuierlich ist, d.h. es gibt unendlich viele Möglichkeiten wo sich das Teilchen aufhalten kann als auch unendlich viele Möglichkeiten werlchen Impuls das Teilchen haben kann.
Ein anderes Beipiel für einen Zustand der diskret ist, wären die beiden Seiten einer Münze nach dem Wurf. Es gibt dann den Zustand Kopf oder Zahl. Das zugehörige Phasendiagram sieht so aus:
Es gibt nur zwei erlaubte Zustände: 1 Kopf oder 1 Zahl. Es gibt z.B. kein Zustand 2 Kopf oder gar 2 Kopf 1 Zahl. FOlgender Zustand ist also nicht möglich:
Diesen Zustand gibt es einfach nicht.
In der QM geht es nun genau um solche Zustände. Der Trick is nun das wir nur bestimmte Zustände messen können (Die sogenannten Basiszuständen, in dem Beipiel sind die Basiszustände Kopf und Zahl). Nehmen wir nun nochmal das Münzbeispiel und nehmen wir an das das nun ein quantenmechanisches System sei. Dazu folgendes Bild mit dem blauen Zustandsvektor:
In der QM sind Überlagerungszustände erlaubt, d.h. die Münze kann halb Zahl halb Kopf sein (wie der blaue Vektor von Zustand a im Bild), oder sonst eine Kombination (solange der Zustand normiert ist, sprich der Pfeil die Länge 1 hat.) Wichtig: Messbar sind solche Zustände nicht. Nehmen wir eine Messung vor springt der Zustand entweder auf Kopf oder Zahl, wie der Zustandsvektor b im Bild zeigt.
Bei der Polarisation von Photonen ist es genau dasselbe. Unpolarisierte Photonen sind in einem Übnerlagerungszustand aus den möglichen Basis polarisationszuständen. Passieren sie nun einen Polfilter, findet eine Messung statt und die nehmen einen Baisizustand ein (der berühmte Kollaps der Wellenfunktion). Ist einmal der Basiszsutand erreicht verändert sich dieser nichtmehr (in einem ungestörten System).
Ich hoffe fürs erste helfen diese Erklärungen, aber ich freue mich das auch zu diskutieren.