Was ist ein Teilchen?

06/10/2009 - 10:57 von Arbales | Report spam
Was ist ein Teilchen?

Die Frage klingt harmlos, wenn wir die makroskopische Anschauung
bemühen.

Das Doppelspaltexperiment zeigt aber, dass der Wellencharakter sowohl
für Licht, als auch für Materie gilt. Die weiterführenden Experimente,
in denen Licht hinter jedem der Spalte polarisiert und vor Erreichen
der Photoplatte wieder depolarisiert wird (Quantenradierer) macht
deutlich, dass die Welle beide Spalte passiert hat, um das
Interferenzmuster zu erzeugen.
Nach der Kopenhagener Deutung befindet sich "das Teilchen" in
Superposition und die Wellenfunktion kollabiert erst bei der "Messung"
also beim Auftreffen auf die Photoplatte.

Ich kann sehr gut mit der Vorstellung eines "verschmierten" Teilchens
leben, allerdings verstehe ich nicht, wie dieser Kollaps der
Wellenfunktion genau vor sich geht.

Natürlich sind auch die Nachweise des Teilchencharakters einleuchtend,
allerdings hilft mir auch die formale Darstellung des Messprozesses
nicht beim Verstàndnis WARUM die Photonen als Teilchen von der
Photoplatte registriert werden.

Hier hilft mir auch nicht die makroskopische Anschauung, dass Materie
ja offensichtlich aus Teilchen besteht. So offensichtlich finde ich
das gar nicht.

Stellen wir uns anschauungshalber - unabhàngig von der technischen
Realisierbarkeit - ein Atom vor, dessen De-Broglie-Wellenlànge die
Größe eines Fussballes hat. Sorgen wir auch dafür dass keine àußeren
Einflüsse, wie zum Beispiel Beleuchtung des Fussballes zu einer
Energieaufnahme führen. Lassen wir dieses "kalte" Atom nun den
Doppelspalt passieren, dann wird es zwangslàufig durch beide Spalte
gleiten und sich dahinter gemàß der Huygensschen Elementarwellen
ausbreiten und interferieren.

Und dann passiert es: Es landet "irgendwo" auf dem Schirm und nicht
"überall"

Wieso verhàlt sich die Lösung der Wellengleichung, also Psi, wie eine
Aufenthaltswahrscheinlichkeit und das "Teilchen" erscheint an "einem
diskreten Ort" im Detektor?

Woher weiß dieses Teilchen von den anderen Orten, an denen es nicht
auftritt?

Die Mathematik sagt mir nur, dass es so ist, aber nicht wieso. Bitte
helft mir, ich bin verzweifelt.

Kann man eine Welle irgendwie dazu bringen sich nur an einem einzigen
Ort zu manifestieren? Könnte es sein, dass die "verschmierte" Energie
solange im Detektor "zusammenlàuft" bis ein komplettes "Quant"
vorliegt und so die Photoplatte anregen kann oder muss ich mir die
Photoplatte selbst als "Welle" vorstellen, damit sie mit dem in
Superposition befindlichen Photon interagieren kann? Ist also der
Detektionsprozess ebenfalls eine "Interferenzerscheinung"?
 

Lesen sie die antworten

#1 Andreas Most
05/10/2009 - 23:24 | Warnen spam
Hendrik van Hees writes:

[...]

nàmlich die Zurückführung irgendeines speziellen Phànomens (z.B. daß der
Himmel blau ist) auf allgemeine Gesetzmàßigkeiten (Streuung
elektromagnetischer Wellen an Dichtefluktuationen der Luft, Staub in der
Atmosphàre bzw. irgendwelchen irregulàren Streuzentren gleich welcher Art),
kann ich mich damit anfreunden.



Das ist Diplomprüfungsstoff. Und Du kannst nichtmal die "allgemeine
Gesetzmàßigkeit" (Rayleigh-Streuung) angeben, warum der Himmel blau ist?
Da ist nichts mit Dichtefluktuationen oder Staub etc.
Tsts... ;-)

Andreas.

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