Interessantes zu Theoretischer Physik

Quantenphysik, Quantenmechanik, Kollaps, Wellenfunktion

Was der Kollaps der Wellenfunktion wirklich ist

Kern der Kopenhagener Deutung einer Messung im Sinne der Quantenphysik ist das, was Niels Bohr den Kollaps der Wellenfunktion nannte.

Er ging davon aus, das jene Wellenfunktion nur das beobachtete Quant zum Gegenstand hat.

Spätestens Hugh Everett III korrigierte ihn (etwa 1955) insofern, als er darauf hinwies, das jene Wellen­funktion die des kleinsten in sich abgeschlossenen Quantensystems sein müsse, welches das beobachte­te Quant ent­hält. Streng genommen ist das stets die Wellenfunktion des gesamten Universums — aber selbst aus nur grober Sicht heraus, muss es sich dabei  m i n d e s t e n s  um die Wellenfunktion eines Quantensystems han­deln, welches neben dem beobachteten Quant auch den Beobachter selbst enthält (denn die Mes­sung impliziert ja, dass beide miteinander interagieren — sich also gegenseitig zu modifizie­ren in der Lage sind).

Man sollte sich auch vor Augen führen, dass der "Kollaps" der Wellenfunktion sie nicht zerstört, sondern dass er sie nur durch eine leicht abgeänderte neue Version ihrer selbst ersetzt. Auch das scheint den Physikern lange Zeit nicht wirklich klar gewesen zu sein.



Fußnote:

Der gesamte Inhalt des Universums ist nichts anderes als


ein Potentialfeld, welches Summe von Wellen ist,

deren jede eine Energieportion darstellt, die (als Welle) nur ganz oder gar nicht existieren kann.


Diese Wellensumme — und damit auch die Wellenfunktion des Universums — erfährt überall dort eine instantan eintretende kleine Abänderung, wo z.B.

  • durch Quantenfluktuation ein Paar virtueller Teilchen entsteht (zwei neue Wellen kommen hinzu),
  • solch ein Paar wieder verschwindet (zwei Wellen hören auf zu existieren),
  • ein auf ein Atom treffendes Photon eines seiner Elektronen auf ein höheres Energieniveau hebt (Abänderung einer Welle, Verschwinden einer anderen)
  • oder umgekehrt ein Photon entsteht, wenn jenes Elektron die aufgenommene Energie wieder abgibt.
  • Auch jeder Zerfall eines radioaktiven Atoms bewirkt Neukonfiguration des den Inhalt des Universums darstellenden Potentialfeldes.
  • Weniger dramatische Neukonfiguration der Wellen (und damit auch ihrer Summe) — mindestens aber der universellen Wellenfunktion — ergibt sich, wo

    • eine Welle reflektiert wird
    • oder ein Photon auf einen Polarisationsfilter trifft.
Wissenswertes zu "Wellenfunktion, Kollaps, Quantenmechanik, Quantenphysik" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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