Würzburger Quantenphysik- Konzept

G29 Wellenpakete_2

Wellen im Anschauungsraum Wellenpakete_1

Lehrtext/Inhalt  Glossar  Versuchsliste

Mit dem Kollaps der Wellenfunktion ist Folgendes gemeint: Ein Teilchen sei so präpariert, dass seine Wahrscheinlichkeitsverteilung durch ein eng gebündeltes Wellenpaket richtig beschrieben wird (Wahrscheinlichkeitsdeutung). Das Wellenpaket hat also zur Folge, dass man bei einer Messung das Teilchen mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten an diesem oder jenen Ort finden kann, vor allem nahe seines Zentrums. Führt man nun eine Ortsmessung durch, dann ergibt sich automatisch, dass das Teilchen nirgendwo sonst sein kann als am gefundenen Ort. Die Wahrscheinlichkeit, es bei einer nachfolgenden Messung an einem anderen Ort zu finden, ist dann instantan 0 geworden, und das - wenn das Wellenpaket groß genug ist, in Lichtjahre großen Entfernungen! Es ist schwer vorstellbar, wie es kommen könnte, dass sich die Materie des (als realistisch angesehenen) Wellenpakets/Teilchens instantan mit Überlichtgeschwindigkeit zum Nachweisort zusammenziehen könnte, oder wie die Information "Teilchen nur am Ort xy lokalisiert" sich instantan im ganzen Weltall ausbreiten sollte. Nach gängiger Auffassung der Quantentheorie - und wir folgen hier vor allem A. Zeilinger - handelt es sich bei dem Wellenpaket eben nur um etwas Gedachtes, das nur für Berechnungen von Wahrscheinlichkeiten geeignet ist.

Ein weiterer Einwand gegen eine Auffassung von Teilchen als realistischen Wellenpaketen ergibt sich aus der Quantentheorie von Mehrteilchen-Systemen in so genannten verschränkten Zuständen. Dabei haben die Teilchen selbst keinerlei be-stimmte Eigenschaften (außer nach einer Messung), keine individuelle Existenz, sie sind nicht lokal und eben nicht durch lokale Wellenfunktion in einem dreidimensionalen Raum zu beschreiben. Dazu werden abstraktere höherdimensionale Wellen benötigt, bei einem Zwei-Teilchen-System (z.B. 2 Elektronen) bereits ohne Berücksichtigung des Spins Wellen in einem 2 x 3 - dimensionalen Raum. Er wird häufig Konfigurationsraum genannt.

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( August 2015 präzisiert )