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Quantenphysik und Diplomatie (Elektronik)

verfasst von bardeaustinte , 05.10.2011, 15:46 Uhr

Hallo zusammen,

» Wenn ich als Elektroniker zufällig ein ein Modellbauforum gerate und dort
» hanebüchene Artikel über Akkuentladung und andere Elektronikthemen lese
» und dann auch behaupte:
» » das "Geschwurbel" ..
» wäre das vermutlich technisch korrekt, aber die Modellbauer würden mich
» ebenfalls steinigen, als Neuling in ihrem geliebten Forum solche Reden zu
» schwingen. Etwa:
» » Für jemandem der neu hier aufkreuzt, geziemt es sich ganz besonders,
» sich
» » einer diplomatischen Wortwahl zu befleissigen.

» Ich würde es allerdings begrüßen, wenn er eine Überarbeitung des Artikels
» liefern würde. Dann könnte man ihn (bei Fehlern oder insgesamt
» Inkompetenz) immer noch in der Luft zerreißen.
»
» Daher, bardeaustinte / Til : Nur zu, verbesser den Artikel oder schreib
» nen neuen. Ich lerne immer noch dazu.
»
» » Ich wünsche Dir dabei viel Erfolg.
»
» Kannst DU den Artikel beurteilen? OK, ich sollte ihn erstmal lesen, bevor
» ich dazu was sage.

danke, hws. Leider bin ich immer noch der Meinung, dass der jetzige Artikel Geschwurbel ist, aber das hätte ich im Eifer des Gefechts wohl diplomatischer ausdrücken können. Andererseits ist es vielleicht auch Diplomatie, wenn man (wie du andeutest) erst mal einen gratis geschriebenen Artikel nimmt und hinterher überlegt, ob man den Krieg erklären soll . Ich hatte ja auch geschrieben, dass ich von eurem Fach bis auf ein paar Grundlagen keine Ahnung habe...

Wie dem auch sei, hier der Vorschlag von jemandem, der einen Physik-Bachelor gemacht* hat:

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Quantenphysik

Klassische Messgrößen haben immer einen Wert, der zu jeder Zeit -theoretisch- genau bestimmt werden kann. Anders gesagt: Hätte man ein perfektes Messgerät, könnte man den Wert einer Größe jederzeit exakt feststellen. Jeder Wert kann kontinuierlich angenommen werden.
In der Quantenmechanik gibt es nur diskrete Energien, die Energie ist also gequantelt (in kleine "Portionen" aufgeteilt). Dabei entspricht jeder Messzustand einer Energie. Zum Beispiel hat ein Elektron einen sog. Spin, ein kleines magnetisches Moment, dessen Ausrichtungen "nach oben" oder "nach unten" (relativ z.B. zur z-Achse) zwei verschiedenen Energiezuständen entsprechen. Man kann diese Zustände auch "0" und "1" nennen.

Allerdings kann der Spin des Elektrons nicht nur null oder eins betragen, sondern es kann auch eine Überlagerung dieser Zustände vorliegen: 0 _und_ 1. Analog kann man sich (bzw. kann man sich nicht) einen Lichtschalter vorstellen, der gleichzeitig auf "ein" und "aus" steht. Bekannter ist dieses Problem aus Schrödingers Katze:

Eine Katze ist in einer Kiste zusammen mit einem Apparat eingesperrt. Der Apparat enthält ein radioaktives Atom, und wenn es nach einer gewissen Zeit zerfallen ist, wird Gift freigesetzt und tötet die Katze. Solange man aber nicht misst (d.h. nachschaut), ob die Katze tot ist oder nicht, ist sie zugleich tot und lebendig - die Zustände sind überlagert. Analog kann das Elektron von vorhin als Qubit benutzt werden, welches sich gleichzeitig in Zustand null und eins befindet. Wird es gemessen, so kollabiert der überlagerte Zustand entweder zu null oder zu eins. Bei jeder nachfolgenden Messung wird dasselbe Ergebnis wie bei der ersten Messung (0 _oder_ 1) gemessen, denn das Elektron befindet sich jetzt in diesem Zustand. Analog dazu ist einmal gemessen worden, dass die Katze tot [lebendig] ist, und bei jeder weiteren Messung ist sie weiterhin tot [lebendig; außer das System wird gestört durch späteren Tod der Katze ].

Man kann sich in der Quantenmechanik Teilchen nicht als Welle oder Teilchen, sondern als Welle _und_ Teilchen vorstellen. Das heißt, es gibt Experimente, die den Wellencharakter zeigen, und solche, die den Teilchencharakter zeigen. Als Analogie kann man sich einen Skifahrer vorstellen, der um einen Baum fährt - mit dem einen Ski links vorbei, mit dem anderen rechts vorbei (beide noch angeschnallt!). Das zentrale Experiment dazu ist das Doppelspalt-Experiment, bei dem Photonen Wellenmuster erzeugen (->Lichtwelle), aber einzeln gezählt werden können (->Teilchen).

--> Weiter im nächsten Post; sonst zu lang.