D i s k u s s i o n


 Beitrag 0-83
Warum es den Tunneleffekt gibt

 
 

 
Den Tunneleffekt verstehen

 
 
Jedes Teilchen — auch jedes Elementarteilchen — ist eine Wolke von Wirkpotential, deren Dichte am jeweiligen Ort mit der Wahrscheinlichkeit korrespondiert, dass das Teilchen (genauer: die es darstellende Energieportion) dort mit anderen wechselwirkt.
 
Befindet sich nun der Schwerpunkt einer solchen Wolke neben einer Barriere, so existiert die Wolke zwar nicht in der Barriere (sprich: im Tunnel), wohl aber — deutlich weniger dicht, schwächer also — auch jenseits der Barriere.
 
Dort wo solches Wirkpotential zu Wirkung führt, glaubt man dann das "Teilchen" (welches in Wirklichkeit aber die gesamte Wolke ist) "beobachtet" zu haben.
 
Wirkung aber kann überall dort eintreten, wo die Wolke — wie dünn auch immer — anwesend ist.
 
 
 
Lies auch: Warum alle Materie nur Kraftwirkung ist

 

  Beitrag 2000-1
Tunneleffekt und mögliche Informationsübertragung

 
 

Tunneleffekt und mögliche Informationsübertragung



Wenn ein Quantenobjekt durch eine Barriere eingeschlossen ist (einem Wall vergleichbar, den es auf seinem weiterem Weg nicht überwinden kann), so besteht — wegen seiner Nichtlokalität — dennoch eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür, es jenseits dieser Barriere anzutreffen — ganz so, als hätte es sich einen Tunnel durch den Wall gegraben, was aber nicht sein kann, denn im Tunnel würde sich das Quant in einem ihm energetisch verbotenen Bereich (evB) befinden.

Thomas Görnitz schreibt hierzu (auf S. 102-103 seines Buches "Die Evolution des Geistigen"):

Zitat von Görnitz:
 
Rechnungen und Experimente zeigen, dass der verbotene Bereich dabei vom Quantenobjekt ohne Zeit, also mit unendlich hoher Geschwindigkeit durcheilt wird.

Das muss man so interpretieren, dass die Quantentheorie fundamentaler ist als die klassisch zu verstehende Spezielle Relativitätstheorie. Diese verbietet reale Übertragung von Energie oder Information mit größerer Geschwindigkeit als die des Lichtes in Vakuum. Dieser » energetisch verbotene Bereich « kann vielleicht als etwas » noch Wenigeres « als das Vakuum verstanden werden. Rechnerisch ist dort das Quadrat der Geschwindigkeit negativ.

Wenn die Breite des » verbotenen Bereiches « lediglich die Ausdehnung einer Wellenlänge hat, ist für eine Durchquerung immerhin eine Wahrscheinlichkeit von etwa 30% zu erwarten. Das bedeutet bei einer zu übermittelnden Nachricht mit ausreichender Redundanz (also mit genügend viel eingebauten Wiederholungen), dass bei einem solch relativ geringen Verlust noch von einer Übertragung [der Information] gesprochen werden kann.

Nimtz berichtet davon, dass er bei seinen Versuchen Mozart-Musik habe tunneln lassen [Nimtz G., Haibel A. in: Tunneleffekt – Räume ohne Zeit, Weinheim 2004].

Die Wahrscheinlichkeit für solches Verhalten nimmt aber mit wachsender Breite der energetisch verbotenen Zone — und vor allem mit wachsender Masse des tunnelnden Objekts — extrem schnell ab, so dass für makroskopische Objekte oder Entfernungen davon nichts zu merken ist.

... Im Hinblick auf manch psychische Phänomene, die aus Sicht der klassischen Physik vollkommen unmöglich erscheinen, sei angemerkt, dass die Photonen, die im EEG zu den 25-42 Hz Schwingungen gehören, wie sie z.B. bei geübter Medidation verstärkt auftreten, eine Wellenlänge von der Größenordnung des Erddurch­messers haben.
 

 

  Beitrag 2000-6
-

 
 
Henry aus 2000-5:
 
Ich verstehe Gebhards Implikationen auch nicht so ganz. Aber ich denke, das angeführte Beispiel ist doch ganz einfach zu verstehen ...

Hi Eugen, hallo Henry,

mir scheint, dass Görnitz hier andeuten möchte, dass  —  w e n n  es denn gelänge, hinreichend breite Barrieren aufzubauen und die zur Informationsübertragung per Tunneleffekt zu nutzen  —  man einen Weg gefunden hätte, in Umgehung der Gesetze der SRT Information (genauer: hinreichend redundant kodierte Information) so gut wie  o h n e  Zeitverzögerung zu übertragen, de facto also mit Überlichtgeschwindigkeit.

Interessant finde ich auch, dass die einem Quant energetisch verbotenen Bereiche die Wahrscheinlichkeit, das Quant dort anzutreffen, offenbar wirklich zu  g e n a u  Null machen (und man deswegen in einem solchen Bereich – da er ja 3-dimensional ist – ganze Körper vor dem Quant verstecken kann.


Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2000-20
Gebhard Greiter's Deutung scheinbarer Überlichtgeschwindigkeit

 
 

Anzunehmen, dass im Quantentunnel die SRT versagt, ist NICHT notwendig


In Tunneling Confronts Special Relativity schreibt Günter Nimtz:

Zitat:
 
Experiments with evanescent modes and tunneling particles have shown that (i) their signal velocity may be faster than light, (ii) they are described by virtual particles, (iii) they are nonlocal and act at a distance, (iv) experimental tunneling data of phonons, photons, and electrons display a universal scattering time at the tunneling barrier front, and (v) the properties of evanescent, i.e. tunneling modes are not compatible with the special theory of relativity.

Was Nimtz da schreibt, ergab sich als seine Deutung der Ergebnisse von Experimenten, die er zusammen mit Alfons Stahlhofen durchgeführt hatte.

Die beiden Physiker betonen, dass die SRT nicht im Tunnel gilt, der einen "Raum ohne Zeit" darstelle. Denn die gemessene Tunnelzeit entsteht an der Barrierenfront, während in der Barriere, im "Tunnel" also, keine Zeit verloren geht – Raum ohne Zeit. Einer Vermutung von Richard Feynman folgend lasse der Tunneleffekt sich mit virtuellen Photonen erklären, die sich am Ende der Tunnelbarriere wieder in reelle Photonen zurückverwandeln.


Wie mir auffällt, ist diese Deutung aber nicht zwingend.

Die Ergebnisse der Experimente von Nimtz und Stahlhofen ebenso wie die noch genaueren einer anderen Forschergruppe können auch so gedeutet werden, dass die Wahrscheinlichkeit, das Quant im Tunnel — genauer noch: in der Barriere — anzutreffen Null ist (im Widerspruch zu dem, was die Wellenfunktion des Quants zu sagen scheint; sie genau zu errechnen — und auch noch in relativistischer Fassung — ist bisher wohl ohnehin noch niemand gelungen (!)).

Diese meine Deutung scheint mir der von Nimtz und Stahlhofen vorzuziehen, da sie die SRT unangetastet lässt.


Gebhard Greiter (grtgrt), siehe auch Blog


 

  Beitrag 2000-8
Überlichtgeschwindigkeit nur aus Sicht des Beobachters

 
 
E... aus 2000-7:
 
Der gute Thomas Görnitz beruft sich auf eine Arbeit von Prof. Günter Nimtz in Köln. (Beitrag 1716-25 vom 28.11.2010)
 
Leider vergisst er in dem Zusammenhang völlig, (oder er weiß es gar nicht) dass es für eine Datenübertragung nach diesem Verfahren unumgänglich ist, vorher die zu überbrückende Nachrichten-Strecke mit einem Rohr zu versehen, durch das dann getunnelt wird.

Hi E...,

die zu überbrückende Nachrichtenstrecke mit einem Rohr zu versehen (den Tunnel also zu "graben") ist überhaupt nicht notwendig.

Scheinbar Überlichtgeschwindigkeit ergibt sich ja nur deswegen, weil das Quant den Tunnel gar nicht wirklich durchquert oder durchqueren KANN ( er liegt ja im dem Bereich, in dem die Wahrscheinlichkeit, das Quant zu finden, genau Null ist !!! [ — na ja, vielleicht doch nicht: siehe Beitrag 2000-14. Tatsache ist auf jeden Fall, dass das Quant im Tunnel KEINE Zeit verbringt, wie ein 2008 durchgeführtes Experiment im Rahmen bislang möglicher Messgenauigkeit bestätigt.

DASS das Quant den Tunnel nicht zu durchqueren braucht, ist seiner Nichtlokalität geschuldet.


Das Über in » Überlichtgeschwindigkeit « ist sozusagen eine nur  r e l a t i v e  Sicht:

Wir — als Beobachter — denken, das Quant gehe durch den Tunnel. In Wirklichkeit aber ist das gar nicht der Fall.


Ansonsten lies bitte Okotombroks Beitrag 1716-24. Was dort gesagt wird, ist richtig.

Gruß, grtgrt
 

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