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Unsere Welt zu verstehen:  Doppelspalt Teilchenbegriff



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Das Doppelspalt-Experiment verstehen

 
 
Die korrekte Interpretation der Ergebnisse des Doppelspalt-Experiments — dem wichtigsten Experiment der Quantenphysik — scheint vielen Sachbuchautoren immer noch nicht bekennt zu sein. Sie behaupten dann gerne, es gäbe zwei große Rätsel: den Welle-Teilchen-Dualismus einerseits und andererseits die Tatsache, dass die Interferenz hinterm Doppelspalt verschwindet, sobald man versucht, zu beobachten, durch welchen Spalt ein Photon kommt. Beide "Rätsel" sind inzwischen längst gelöst ( was sich aber anscheinend unter älteren Physikern noch nicht so richtig rumgesprochen hat):

     
    Der Welle-Teilchen-Dualismus ist insofern eine überholte Vorstellung, als man heute weiß, dass das Wort "Teilchen" verstanden werden muss als "die durch das Photon dargestellte unteilbare Portion von Energie". Es breitet sich ja jedes Photon um den Ort seines Entstehen aus als Kugelwelle, welche um Hindernisse herum gebeugt wird. Sie quillt durch beide Spalten und existiert dahinter in Form zweier Teilwellen, die interferieren.
     
    Irgendwo auf dem Schirm hinterm Doppelspalt vereinigt sich das Photon mit einem Elektron eines der Atome, aus denen der Schirm besteht. Da die das Photon darstellende Portion von Energie unteilbar ist, kann sie nur ganz oder gar nicht an den Schirm abgegeben werden und -- wenn sie abgegeben wird -- an nur ein einziges Elektron (d.h. an nur einer einzigen Stelle des Schirms).
     
    Die gesamte -- inzwischen schon verbeulte -- Kugelwelle hört dann schlagartig auf zu existieren.
     
    Das so energetisch angeregte Elektron fällt nun aber fast sofort wieder zurück in seinen Ausgangszustand, wird also zur Lichtquelle. Diese Abgabe von Energie kann - je nach Art des Atoms - auch in mehreren Teilportionen geschehen, die dann einzeln umliegende Atome anregen, so dass sich in Summe, an dieser Stelle des Schirmes etwas verändert was dann (je nach Material des Schirms) dazu führt, dass an jener Stelle ein klar erkennbar anders gefärbter Punkt entsteht. Den hat man früher als "Auftreffpunkt des Teilchens" (oder gar als das Teilchen selbst) interpretiert.

 
Warum aber verschwindet dann die Interferenz, wenn man versucht, herauszubekommen, durch welchen Spalt das Photon kommt?
    Es nimmt ja tatsächlich beide Wege !

Dieses Phänomen erklärt sich wie folgt:
    Um Licht, das aus diesem oder jenem Spalt kommt, unterscheidbar zu machen (ohne seine Frequenz zu verändern), muss man die beiden Teilwellen, die durch die Spalten kommen, unterschiedlich polarisieren. Um sie möglichst klar unterscheiden zu können, wählt man zu einander senkrecht stehende Polarisationsebenen -- und verhindert so Interferenz (denn interferieren können ja nur in gleicher Ebene schwingende Wellen).
     
    Damit wird auch klar, warum, wenn man jede der beiden Teilwellen nochmals durch einen eigenen Doppelspalt schickt, sich hinter jedem dieser Doppelspalten dann wieder Interferenz ergibt.

 
Auch das Ergebnis des sog. Quanten-Radierer-Experiments wird so erklärbar.
 
Man sieht also: Es passiert da überhaupt nichts Geheimnisvolles — alles Beobachtete ist gut erklärbar. Man hat diese Erklärung einfach nur einige Jahrzehnte lang übersehen.
 
 
 
Den feldtheoretischen Teilchenbegriff verstehen

 
Wenig bekannt unter Laien ist auch, dass sich Elementarteilchen — Elektronen etwa — nur näherungsweise als isoliert von einander existierende Teilchen sehen lassen: Genau genommen existiert nur das Feld der physikalischen Grundkräfte.
 
Teilchen, insbesondere auch Elementarteilchen, muss man als Wellenpakete in diesem Feld begreifen.
 
Wer mir das nicht glauben möchte, der lese: There are no particles, there are only Fields (2012).
 
Wenn Physiker also z.B. vom » Elektronfeld « sprechen, dann meinen sie damit den Beitrag zum Feld aller physikalischen Grundkräfte, der gegeben ist durch die Existenz sämtlicher Elektronen im Universum.

 


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seiteDpesatelhnerf: Dpesatelhnerf1gegreit


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