Quantenphysik / Mikroobjekte - Josef Leisen - Studienseminar für ...

Verhalten von Mikroobjekten
1. Wahrscheinlichkeitswellen von Mikroobjekten können miteinander interferieren.
Die Fähigkeit zur Interferenz ist im klassischen Fall nur von Wellen bekannt. (Es überrascht
zunächst, dass es physikalische Objekte gibt, die miteinander interferieren können,
ohne Wellen zu sein.) Der Begriff der Interferenz ist dabei aus der Analogie der
Resultate bei gleicher experimenteller Spaltanordnung (gleichartiger Präparation) gebildet:
Es entstehen typische Interferenzmuster.
2. Wahrscheinlichkeitswellen zeigen auch Interferenz mit sich selbst, unabhängig von
den anderen.
Schickt man Mikroobjekte in so großen Zeitabständen durch die Spalte, dass sie diese
nur einzeln 'durchlaufen', so erhält man bei beliebig großer Versuchsdauer die gleiche
Verteilung, wie wenn man alle zur gleichen Zeit durchschickt. Was ist der Grund für
diese Interferenz?
3. Mikroobjekte zeigen stochastisches Verhalten.
Mit einer ganz bestimmten Wahrscheinlichkeit leuchtet ein bestimmter Schirmpunkt
auf. Es lässt sich aber nicht voraussagen, welcher Schirmpunkt oder welches Detektorstück
als nächstes anspricht. Die Theorie verbietet, Bahnen von Mikroobjekten zu zeichnen.
Die mathematische Theorie, der mathematische Formalismus zur Beschreibung des
Bewegungsverhaltens von Mikroobjekten muss deshalb wahrscheinlichkeitstheoretische
Elemente enthalten.
4. Mikroobjekte zeigen ein nicht-deterministisches Verhalten im klassischen Sinne.
In der klassischen Physik führen gleiche Anfangsbedingungen unter gleichen Versuchsabläufen
zu gleichen Ergebnissen. In der Quantenphysik führen gleiche Anfangsbedingungen
unter gleichen Versuchsabläufen zu gleichen Wahrscheinlichkeitsaussagen. Es
tritt in der Quantenphysik das Phänomen auf, dass die Interferenz um so ausgeprägter
ist, je exakter die Anfangsbedingungen (z. B. Spaltbreite) sind. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung
ist streng deterministisch. Kann der Wahrscheinlichkeitsbegriff eleminiert
werden?
5. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen können nicht am Einzelobjekt studiert werden,
sondern nur aus der Kenntnis des Gesamtverhaltens vieler identisch präparierter
ununterscheidbarer Objekte.
Es gibt am Einzelobjekt auch individuell feststellbare Eigenschaften z. B. Elementarladung,
Ruhemasse, Spin. Diese sagen aber nichts über das Bewegungsverhalten der Mikroobjekte
aus.
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