Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Steffen am 08.05.2016 11:20

Hallo Bambi,

Du hast mir vor einem Jahr den Link zu einem Paper über ein Quantenradierer-Experiment gegeben. Auch meintest Du, dass in meiner Quantenmechanik die Teilchen beim Doppelspaltexperiment nicht an den richtigen Stellen interferieren. Tatsächlich muss ja das Maximum immer genau zwischen den beiden Spalten liegen.

Beide Hinweise waren extrem hilfreich und haben mir sehr geholfen. Genau so stelle ich mir vor, sollte Wissenschaft funktionieren!

Die Fragen von damals habe ich mir nun alle beantworten können. Zwischenzeitlich war ja bereits klar geworden, dass zwei gegenläufig zirkular polarisierte Wellen niemals interferieren. Jetzt weiß ich auch, dass Teilchen nicht die Stellen mit der geringsten Feldstärke, sondern ganz im Gegenteil, immer die Stellen mit der höchsten Feldstärke suchen. Die Ursache dafür ist die ponderomotorische Kraft. Diese entsteht, wenn die Intensität einer elektromagnetischen Welle räumlich inhomogen ist. Sie wirkt dann auf elektrische Dipole anziehend, sofern die Eigenfrequenz hoch genug ist. Bei Elementarteilchen ist diese extrem hoch. Mit anderen Worten, Elementarteilchen, egal ob Photonen, Elektronen oder Neutronen werden immer zu den Intensitätsmaxima gezogen. Das eine solche Kraft auch messbar ist, wurde vor einigen Tagen zum ersten mal messtechnisch belegt.

Die Intensitätsmaxima entstehen beim Doppelspaltversuch immer dann, wenn die klassische elektromagnetische Welle, in welche die Elementarteilchen eingebettet sind, interferiert (Führungswelle, siehe De-Broglie-Bohm-Quantenmechanik). Die Intensität ist dabei definiert als das zeitliche Mittel des Amplitudenbetragsquadrates. Ich bin mir so gut wie sicher, dass die sogenannte Wahrscheinlichkeitsamplitude der Quantenmechanik exakt der Intensität einer klassischen elektromagnetischen Welle entspricht. Durch die ponderomotorische Kraft werden die Teilchen quasi durch die Wahrscheinlichkeitsamplitude angezogen, sodass letztlich eben die Wahrscheinlichkeit dort Teilchen zu finden besonders hoch ist. Die Wellenfunktion ist damit also nur ein vereinfachtes Modell. In Wirklichkeit schwingt dort eine klassische elektromagnetische Welle. Die Polarisation der Welle spielt für die Quantenmechanik jedoch eine untergeordnete Rolle, weshalb die richtungslose Wellenfunktion für vieles als heuristische Beschreibung ausreicht.

Auch das Quantenradierer-Experiment ist mir jetzt vollständig klar, also auch einschließlich des letzten Teils. Ich habe den Orginal-Artikel übersetzt und kommentiert. Für Feedback bin ich wie immer sehr dankbar.

Viele Grüße
Steffen

http://www.quantino-theory.org

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Bambi am 19.12.2015 17:59

Entschuldige Hannes, ist korrigiert.

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Hannes am 19.12.2015 13:25

Aber ich habe doch gar nichts gesagt!? 

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Bambi am 18.12.2015 11:10

Stimmt, du hast recht, es gibt keine Interferenz.

Eine feste Phasendifferenz würde schon zu einem Interferenzmuster führen, allerdings liegt keine feste Phasendifferenz vor. Diese variiert zeitlich, das war mein Fehler.

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Steffen am 18.12.2015 10:08

Hallo Bambi,

Das war auch mein Missverständnis am Anfang: Eine feste Phasendifferenz bedeutet aber noch nicht, dass ein Interferenzmuster sichtbar wird. Wenn gegenläufig zirkularpolarisierte Wellen überlagert werden, entsteht nämlich immer eine laufende linear polarisierte Welle, deren Amplitude bei festgehaltenem Ort zeitlich variiert (d.h. auch am Ort des Detektors).

Viele Grüße
Steffen 

http://www.quantino-theory.org

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Bambi am 17.12.2015 16:11

Wir haben einen festen Versuchsaufbau (Abstände ändern sich nicht) und eine konstante Lichtgeschwindigkeit (die LG in der Luft). Das bedeutet jeder Punkt auf dem Detektor entspricht einer festen, also konstanten Zeitdauer jeweils für Spalt a und Spalt b. An jedem Punkt des Detektors gibt es somit auch für gegenläufig Zirkularpolarisiertes Lichts eine feste Phasendifferenz.

Grüße Bambi

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Steffen am 17.12.2015 13:03

Hallo Bambi,

das ganze Quantenradierer-Experiment ist komplexer, ich weiß. Damals war ich an einem Teil hängengeblieben, der sich mit der Quantinotheorie scheinbar nicht erklären ließ. Die Frage war, warum interferiert Licht am Doppelspalt nicht, wenn es gegenläufig zirkular polarisiert ist. Wir waren damals alle der Meinung, dass es das tun müsste, wenn man klassische elektromagnetische Wellen vorliegen hätte. Aber: auch klassische gegenläufig zirkular polarisierte Wellen würden niemals am Doppelspalt interferieren!

Zum gesamten Experiment: Die Quantinotheorie ist ja quasi halbklassisch. Sie geht davon aus, das Licht aus einer elektromagnetischen Welle besteht in welcher Photonen wie Rosinen in einem Weihnachtsstollen eingelagert sind. Die Photonen schwingen in der durch die EM-Welle aufgezwungenen Frequenz und strahlen sekundäre EM-Wellen in beide Richtungen ab. Diese elektromagnetischen Sekundärwellen überlagern die Primärwelle und beeinflussen dadurch wiederum benachbarte Photonen usw. D.h. ein Laser ist eine stehende Welle. Daher spielt es eine große Rolle, wenn man weitere Polarisationsfilter in den Strahl einbringt, auch davor, denn der Informationsfluss geht ja in beide Richtungen.

Zum Verständnis für Mitlesende: Photonen sind in der Quantinotheorie masselose elektrische Dipole, wobei sich die enthaltenen elektrischen Ladungen auf engstem Raum beinahe frei bewegen können. Bringt man diese Dipole in ein elektrisches Feld, so werden die Ladungen voneinander getrennt, bis die plötzlich wirkende Coulombkraft sie wieder zurückstößt. Das wiederholt sich dann permanent und sie schwingen. Je größer die Feldstärke, desto höher die Frequenz. Daher kommt im Übrigen der Zusammenhang E = h f. In einem oszillierenden elektrischen Feld (Laser) schwingt dann alles, also sowohl EM-Feld als auch Photonen. Alles ist miteinander gekoppelt.

Um den Kreis zu schließen, beim Doppelspaltexperiment passiert die EM-Welle beide Schlitze, die dann je nach Polarisierung miteinander interferiert oder nicht (klassisches Bild). Das Vorhandensein einer EM-Welle impliziert aber elektrische Kräfte. Photonen, die sich durch dieses Feld bewegen, sehen daher Scherkräfte und fangen an zu "schlingern". Auf der Photoplatte hinter dem Doppelspalt sieht man nur die Einschlagspunkte der Photonen, weil diese den Großteil der Feldenergie enthalten. Da, wo die EM-Welle konstruktiv interferiert, findet man sehr wenige Einschläge. Wo sie destruktiv interferiert, sind besonders viele. Das ist dann das bei geringer Intensität grisselige, gepunktete Interferenzmuster, wo sich alle fragend an der Stirn kratzen.

Viele Grüße
Steffen

http://www.quantino-theory.org

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Bambi am 15.12.2015 11:37

@Steffen
Schaue dir das Experiment nochmals an. Es ging um das Einfügen des sogenannten Quantenradierers. Die Polarisationsfilter, welche zirkular polarisiertes Licht erzeugen, bleiben erhalten. Nur in dem anderen Strahlgang wird etwas geändert und nach der Änderung ziegt sich wieder ein Interferenzmuster, obwohl weiterhin die beiden Polarisationsfilter im Strahlgang sind welche gegenläufig zirkular polarisiertes Licht erzeugen.

Grüße Bambi

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Rico am 13.12.2015 19:20

...vielleicht auch nicht?

Re: Doppelspaltexperiment und Polaristationsfilter

von Struktron am 13.12.2015 19:08

Besser: Stöße erzeugen Ladung (Feinstrukturkonstante). Nachlesen oder noch besser nachrechnen überzeugt vielleicht?

MfG
Lothar W.

Erklärungen durch diskrete Erweiterung der Standardphysik