Frage zum Doppelspaltexperiment (siehe Details)?

Beste Antwort

Den Vorgang, bei dem ein Objekt seine quantenmechanischen Welleneigenschaften verliert, nennt man Dekohärenz. Dazu kommt es durch Wechselwirkungen mit der Umgebung, zum Beispiel tatsächlich mit Photonen.

Das Doppelspaltexperiment wird nicht ohne Grund im Vakuum durchgeführt, dadurch werden Wechselwirkungen mit der Umgebung so gut wie möglich vermieden. Auch das Auftreffen der Teilchen auf den bei dem Experiment verwendeten Schirm stellt so eine Wechselwirkung dar, wodurch spätestens dann die Position der einzelnen Teilchen bestimmt wird (wenn auch eine völlig exakte Messung nicht möglich ist, weshalb immer eine gewisse Unschärfe bleibt, selbst bei makroskopischen Objekten, die ist da nur vernachlässigbar klein). Was in dem Video mit Beobachtung gemeint ist, ist die Messung der Position der Teilchen durch die Messapparatur.

Ob das Messergebnis dann auch noch durch einen bewussten Beobachter wahrgenommen wird, scheint mir eher eine erkenntnistheoretische Frage zu sein, so ähnlich wie die, ob ein Baum auch umfällt, wenn das keiner sieht. Aber die gibt es halt auch unabhängig von quantenmechanischen Effekten....Mehr anzeigen

Es ist so:
Wenn man die Bahn eines einzelnen Teilchens beim Doppelspaltversuch beobachtet, trifft dieses Teilchen auf einen definitiven Punkt auf den Schirm. Es verhält sich also wie ein Teilchen (wie wenn ich einen Stein gegen die Wand werfe).

Wenn man dies aber sehr häufig die Beobachtung wiederholt, werden die Punkte auf den Schirm eine Verteilung ergeben, wie sie nur mit einem Wellencharakter erklärbar sind (wie wenn eine Wasserwelle nach dem Spalt auf den Schirm trifft).

Damit zeigt sich, dass die Teilchen sowohl als einzelne Teilchen als auch als Welle gesehen werden können.

Dieses Prinzip ist dabei universel. Jedes Teilchen ist auch eine Welle und umgekehrt. Licht ist eine elektromagnetische Wellen und gleichzeitig die Teilchen namens Photonen.
Elektronen sind Teilchen und gleichzeigit Wellen.
Sogar mein eigenen Körper kann ich als Welle beschreiben, wobei hier aber die Wellenlänge so klein ist, dass der Wellencharakter nicht auffällt.


Das von dir erwähnte Problem mit dem Messen hat dabei nicht direkt damit zu tun:
Wenn ich die Position eines Teilchens exakt erfasse, bedeutet dies (um bei deinem Beispiel zu bleiben), dass ich ein Photon vom Teilchen erhalten habe. Allerdings muss das Teilchen beim Aussenden des Photons natürlich auch seinen Impuls (Richung und Geschwindigkeit) ändern, da das Photon ja auch einen Impuls hat.
Folglich weiß ich also garnichts über den Impuls des Teilchens.
Umgekehrt gilt: wenn ich den Impuls exakt bestimme, stimmt die Position nicht genau.
Das Ganze heißt dabei Heißenbergsche Unschräferelation: dx * dp = h (wobei es nicht umbeding h sein muss, sondern auch einen größeren Wert haben kann)
Die Unschärfe gilt aber dabei nicht nur für den Ort und den Impuls, sondern etwa auch für die Zeit und die Frequenz: dt * dx = konst.

Hier liegt auch der Grund, warum wir den Wellencharakter bei große Objekte nicht wahrnehmen: Die Wellenlänge ist aufgrund der Relation einfach viel zu klein....Mehr anzeigen

Du hast dir die Antwort selbst schon gegeben. Es geht nicht das bewusste beobachten, sondern in den Beschuss mit Photonen. Übrigens haben diese keine "Größe" sondern eine Wellenlänge und dadurch eine Energie.
Nun Physiker sind keine Sprachwissenschaftler. Aber jeder Physiker weiß ( sollte wissen) das Beobachtung für Wechselwirkung steht. Historisch lässt sich das aus dem Streit zwischen Einstein und Niels Bohr erklären. In diesem ging es um die Definition der Gleichzeitigkeit einer Beobachtung.
Einstein schlug damals vor das ganze zu beobachten wie eine Art Billiardstoss. Worauf Bohr sich nach Einsteins Ansicht zurück zog auf die Position, das die Beobachtung gleichzeitig erfolgen müsse. Da Einstein wusste, dass diese Position unanfechtbar ist, zog er sich seinerseits auf den Standpunkt zurück :"Gott würfelt nicht". Eigentlich eher eine verzweiflungstat, denn beide Positionen sind nicht direkt beweisbar.

Heute kann die Sichtweise Bohrs eigentlich als belegt angesehen werden, das war aber lange nicht der Fall.

Was deinen Einwand angeht, so kann ich nur vermuten, das sich dies auf die Kohärenz bezieht die in diesem Zusammenhang als eine Art direkte Wechselwirkung begriffen werden muss. Dadurch ist es möglich das sich eine Wirkung auch rückwärts von der Beobachtung des Projektionsschirms zur Strahlenquelle fortsetzen kann....Mehr anzeigen