Quantenmechanik - laut Wissenschaft

Quantenmechanik - laut Wissenschaft

Mein Thema "Quantenmechanik - laut Wissenschaft" soll von jeglicher Spekulation oder subjektiver Bewertung befreit den heutigen wissenschaftlichen Stand darstellen. Jeder, der sich um eine sachliche Darstellung dessen bemüht, kann sich daran beteiligen, aber bitte diesmal keine eigenen oder sonstigen unwissenschaftlichen Theorien einbringen!

Ich möchte in diesem Blog erstmal nur die wissenschaftliche Darstellung zu Wort & Bild kommen lassen. Für Schlussfolgerungen oder eigene Theorien könnte ich auf Wunsch immer noch einen eigenen Blog oder Thread gründen, wobei es da schon ein paar Threads in diese Richtung gäbe. Aber dieser Blog orientiert sich erstmal hier nur um eine wissenschaftliche Faktenlage zum Thema, was auch schon ein großes Vorhaben darstellt. Es gibt sehr viel Material dazu.

Als Nicht-Physikerin könnte es natürlich meinerseits auch mal zu einem Fehlgriff kommen beim Zusammentragen. Falls das jemand vom Fach bemerkt, bitte ich um einen profunden Hinweis diesbezüglich.

Quantenmechanik - Doppelspalt, Verschränkung und Nichtlokalität - Doku

Quantenmechanik - Doppelspalt, Verschränkung und Nichtlokalität | Doku

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Laura_Maelle schrieb:Mein Thema "Quantenmechanik - laut Wissenschaft" soll von jeglicher Spekulation oder subjektiver Bewertung befreit den heutigen wissenschaftlichen Stand darstellen.

Das wird kaum möglich sein, da es keine einheitliche Interpretation der Quantenmechanik in der Wissenschaft gibt. Im Gegenteil, es gibt eine Vielzahl verschiedener Interpretationen die miteinander konkurrieren. Siehe dazu:
Wikipedia: Interpretationen der Quantenmechanik

Die Quantenmechanik beschreibt sehr gut das Verhalten auf kleinster Ebene, die für uns sichtbare Welt verhält sich aber völlig anders. Das ist der Grund, warum die Quantenmechanik einen so großen Reiz auf Parawissenschaftler und Esoteriker ausübt.
Eine rein sachlich Darstellung ohne subjektive Meinung würde sich in der Nennung der mathematischen Therme erschöpfen.

paxito schrieb:Das wird kaum möglich sein, da es keine einheitliche Interpretation der Quantenmechanik in der Wissenschaft gibt. Im Gegenteil, es gibt eine Vielzahl verschiedener Interpretationen die miteinander konkurrieren. Siehe dazu:
Wikipedia: Interpretationen der Quantenmechanik

Die Quantenmechanik beschreibt sehr gut das Verhalten auf kleinster Ebene, die für uns sichtbare Welt verhält sich aber völlig anders.

Mm, ich möchte trotzdem eine möglichst faktenbezogene Darstellung in diesem Blog erreichen.

Mir fiel folgender Satz in Deinem Wikipedia-Link zu den Interpretationen der Quantenmechanik auf:

"Hinsichtlich ihres empirischen Erfolges gilt die Quantenmechanik als eine der am besten gesicherten physikalischen Theorien überhaupt."
Quelle: Wikipedia: Interpretationen der Quantenmechanik

Bezieht sich das evtl. auf den Quantencomputer? Also solche umsetzbaren empirischen Aspekte interessieren mich. So weit ich weiß, versteht man die Quantenmechanik nicht wirklich, aber sie funktioniert. Aber wie im Detail?

Laura_Maelle schrieb:Bezieht sich das evtl. auf den Quantencomputer? Also solche umsetzbaren empirischen Aspekte interessieren mich.

Quantencomputer? Nein, wie kommst du darauf? Die QM beschreibt ziemlich zuverlässig das Verhalten von Materie auf atomarer Ebene und darunter.
Dazu dient im Kern eine mathematische Beschreibung einzelner Teilchen (Quanten) und Systeme aus vieler dieser Teilchen. Das Problem ist, dass diese mathematischen Beschreibungen wenn man sie interpretieren will, nicht mit unserer Alltagserfahrung übereinstimmen.
Die Unterscheidung zwischen Messgrößen und Zuständen, Tunneleffekte, Superpositionen - alles Beispiele wo die Quantenmechanik das Verhalten von Teilchen richtig beschreibt, es aber keine Entsprechung in unserem Alltag gibt.

paxito schrieb:Das Problem ist, dass diese mathematischen Beschreibungen wenn man sie interpretieren will, nicht mit unserer Alltagserfahrung übereinstimmen.

Na ja, die Chemie z. B. beschreibt ja auch vieles, was nicht direkt im Alltag erfahrbar ist. Was uns im Alltag als Wasseroberfläche erscheint, existiert chemisch betrachtet gar nicht so abgegrenzt als eine zu unterscheidende Fläche oder Flüssigkeit.

@Laura_Maelle
Das widerspricht aber nicht unserer Logik, es ändert nur den Blickwinkel. Katzen die sowohl tot als auch lebendig sind, da wird es schon schwieriger.

paxito schrieb:Katzen die sowohl tot als auch lebendig sind, da wird es schon schwieriger.

Ja, dieses Beispiel ist bekannt, aber wahrscheinlich einfach nur ein falscher Vergleich. Es gibt Tiere, deren Geschlecht sich erst definiert in Beziehung zum Bedarf, d. h. konträr zu dem, was gegeben ist. Also so etwas gibt es in gewisser Weise im Alltag.

Laura_Maelle schrieb:Ja, dieses Beispiel ist bekannt, aber wahrscheinlich einfach nur ein falscher Vergleich.

Nein, eigentlich hat Schrödinger das ganz gut getroffen. Mit einem argumentativen ausweichen, etwa in dieser Form:

Laura_Maelle schrieb:Es gibt Tiere, deren Geschlecht sich erst definiert in Beziehung zum Bedarf, d. h. konträr zu dem, was gegeben ist. Also so etwas gibt es in gewisser Weise im Alltag.

Hat das auch nichts zu tun. Schrödingers Katze ist sowohl eine quicklebendige muntere Katze UND zeitgleich eine durch tödliches Gift dahingeraffte Katze. Das makroskopische Systeme gleichzeitig sich widersprechende Zustände annehmen können, wäre mir völlig neu.
Das gilt zum Beispiel auch für den Ort:

Aber auch die Wellenfunktion eines Teilchens kann als Überlagerungszustand aufgefasst werden. Sie ist die Überlagerung von Zuständen, in denen das Teilchen an jeweils einem Ort lokalisiert ist.

Quelle: Wikipedia: Superposition (Physik)

Ein Teilchen befindet sich also zeitgleich an mehreren Orten (zumindest können wir das so ausdrücken) - stellen wir uns das mal bei einer Katze vor.

paxito schrieb:Das makroskopische Systeme gleichzeitig sich widersprechende Zustände annehmen können, wäre mir völlig neu.

Es fehlt höchstwahrscheinlich nur eine Variable. In einer zweidimensionalen Welt könnte man ein Objekt und sein Spiegelbild im Negativ auch nicht unterscheiden, außer dass sie zueinander seitenverkehrt räumlich different doppelt existieren als Plus und Minus.

Die Rätselhafte Welt der Quanten - Doku 2019

https://www.youtube.com/watch?v=PAL0FktJOsc (Video: Die Rätselhafte Welt der Quanten - Doku 2019)

Der Katzen-Vergleich ist allein schon deshalb so unpassend in jeder Hinsicht, weil die Quantenmechanik bisher nicht auf makroskopische Systeme anwendbar ist.

Was die fehlende Variable angeht, kann ich einfach nur grundsätzlich von den vielen riesigen Wissenslücken in der Wissenschaft ausgehen. Man weiß ja nicht einmal genau, wo Leben anfängt und wo dieses endet. So klar abgegrenzt ist dies nicht. Es gibt einfach viele weiche Faktoren, die keine präzisen Berechnungen erlauben. Diese Variablen sind natürlich da, werden aber noch nicht korrekt berücksichtigt oder verstanden. Die dunkle Materie wurde ja auch nur entdeckt aufgrund des Verhaltens der Sterne und Planeten, die sozusagen um diese dunkle Materie tanzen. Die dunkle Materie als unsichtbarer Tänzer. So ähnlich könnten eben auch im Bereich der Quantenmechanik unsichtbare Tänzer eine solche Rolle spielen.

Letztlich geht es mir in diesem Blog erstmal nur um die nackte Faktenlage, agnostisch wissenschaftlich neutral, also ohne persönliche Interpretation aus dem eigenen Hintergrund, den es natürlich bei jedem gibt, aber in diesem Fall ist es kontraproduktiv, da das Thema schon in seinen Grundlagen derart komplex erscheint. Man kann Wissenslücken auch offen lassen. Nur dass solche vorhanden sind, ist schon offensichtlich, auch wenn die Quantenmechanik ausgesprochen stabil funktioniert und bereits in andere Fachgebiete übertragen wird als erweiterte Quantentheorie (z. B. in der Psychologie, wie ich es in meinem Thread zur Dimension der Zeit verlinkte).

Harald Lesch erwähnt auch Fortschritte in der Datenlage der Quantenmechanik, aber ganz geklärt ist der scheinbare Widerspruch noch nicht.


Schrödingers Katze – Tot oder lebendig? - Harald Lesch

Schrödingers Katze – Tot oder lebendig? | Harald Lesch

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Die Dekohärenz scheint ja auch ein großes Problem beim Bau der Quantencomputer darzustellen, wobei ich las, dass dem durch entwickelte Techniken entgegengewirkt werden kann.

Die Quantenverschränkung scheint aber doch auch in größeren Dimensionen eine Rolle zu spielen, und zwar in Bezug zu Schwarzen Löchern, Wurmlöchern etc. Unter diesem Link findet sich ein kostenloses 49-seitiges PDF-Dokument (Download in rechter Spalte) dazu (in Englisch): https://arxiv.org/abs/1306.0533

​Im diesem Youtube-Video wird darauf konkret Bezug genommen:

HYPERRAUMTV - Verschränkte Raumzeit

Verschränkte Raumzeit

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Ein weiteres Youtube-Video zu diesem übergreifenden Aspekt:

Quantenmechanik ("Der Stoff aus dem der Kosmos ist", 2011)

Quantenmechanik ("Der Stoff aus dem der Kosmos ist", 2011)

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Quantenmechanik im All wäre also beim Urknall zentral.

Was war vor dem Urknall?

Was war vor dem Urknall?

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Universität Stuttgart - Wie funktioniert die Welt - Vom Elementarteilchen zum Kosmos
Professor Dr. Thomas Lohse, Humboldt-Universität zu Berlin, Vortrag 2017 an der Universität Stuttgart

Thomas Lohse: Wie funktioniert die Welt - Vom Elementarteilchen zum Kosmos

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Universität Wien - 10 Fragen an: Quantenphysiker Anton Zeilinger

10 Fragen an: Quantenphysiker Anton Zeilinger

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Stadthaus Ulm - DIE WELT, EIN RAUM MIT FLÜGELN - Prof. Anton Zeilinger

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100SekundenPhysik - Die Kopenhagener Deutung

Die Kopenhagener Deutung

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Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte eV -
Quantencomputer: Anwendungen, Zeitskala, Plattformen

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SRF Kultur - Christine & Frido Mann über Quantenphysik & ändernde Weltbilder - Sternstunde Religion

Christine & Frido Mann über Quantenphysik & neue Weltbilder | Sternstunde Religion | SRF Kultur

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SRF Kultur - Faszination Weltall: Mit Astrophysik zum Ende des Universums - Sternstunde Philosophie

Faszination Weltall: Mit Astrophysik zum Ende des Universums | Sternstunde Philosophie | SRF Kultur

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SRF Kultur - Schwarzes Loch ermöglicht Zeitreisen? - Astrophysiker erklärt - Sternstunde Philosophie

Heino Falcke, ermöglichen schwarze Löcher Zeitreisen? | Sternstunde Philosophie | SRF Kultur

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Eine Neuigkeit: Die Verschränkung ist nun doch makroskopisch messbar. Es wurden quantenphysikalisch verknüpfte Bewegungsmuster zweier Minitrommeln nachgewiesen.

"Quanteneffekt im Mikrometerbereich: Erstmals ist es Forschern gelungen, makroskopische Objekte quantenphysikalisch zu verschränken und dies auch direkt zu messen. Dafür verknüpften sie die Schwingungsmuster von zwei 20 Mikrometer kleinen Aluminium-Trommeln und nutzten eine Art Mikrowellen-Radar, um die Korrelation der Anregungsmuster zu messen. Die Möglichkeit, Objekte dieser Größe messbar zu verschränken, erlaube neue Forschungsansätze und Anwendungen, so die Wissenschaftler im Fachmagazin „Science“."

Quelle: https://www.scinexx.de/news/technik/verschraenkung-wird-makroskopisch-messbar/