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Physiker melden Quantenrekord: 2000 Atome an zwei Orten gleichzeitig
Yaakov Fein/ Universität Wien

In der Quantenmechanik können sich Atome gleichzeitig an mehreren Orten aufhalten. Forscher haben nun so viele Moleküle gleichzeitig in diesen Zustand versetzt wie nie zuvor.

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tbu 02.10.2019, 18:30
1. Wow..

7[sic!] Millisekunden und so gross. Das ist eine famose Leistung. Danke Wien, wieder mal!

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londonpaule 02.10.2019, 18:52
2. Analogie sinnvoll?

Danke fuer die Veranschaulichung....Frau Merlot hebt sich wohltuend ab in der derzeitigen Spiegel-Redaktion....
Ist es dann aber vielleicht nicht so dass sich die Welleneigenschaften schlicht nicht mit der Vorstellung einer lokalisierten Masse in Uebereinstimmung bringen lassen - anstatt dass sich die Molekuele tatsaechlich gleichzeitig an 2 Positionen befinden? selbiges fuer das Photon, das einfach nicht existiert, sondern schlicht und ergreifend beschreibt dass elektromagnetische Wellen diskrete Energiestufen annehmen (?)
Ich gestehe mein Unwissen ein, hege aber die leichte Vermutung dass die Analogien schlicht irrefuehrend sind und dies Teil der Paradoxie ausmacht

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wellemueller 02.10.2019, 18:58
3. Ein Photon an mehreren Orten gleichzeitig?

ZITAT aus Artikel: "In der Quantenphysik kann ein einziges Photon Interferenzmuster auf eine Leinwand bringen."

Leider ist das NICHT wirklich möglich! Ein einzelnes Photon vermag NIEMALS ein Interferenzmuster zu erzeugen!
Nur eine ganze Horde von Photonen gleicher Wellenlänge kann interferieren, während ein einzelnes Photon NUR EINEN (1) EINZIGEN Bildpunkt erzeugt, der NICHT als Interferenzmuster zu erkennen ist!
Tut mir leid, aber so ist es nun mal! Da hat sich der Autor echt getäuscht!

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aliof 02.10.2019, 19:04
4. Genau solche Lehrer

solche Lehrer
.. hatte ich in der Schule auch ::

.. die es witzig fanden relativistische Rechnungen entweder zu fordern, oder sie selbstherrlich unter den Tisch fallen zu lassen.
Leider waren das nur Spielchen der Macht, oder Deutungshoheit über die Sprache .. mit denen sie sich selbst bestätigten.
.. wie Letzteres nun in diesem Artikel vorgeführt wird , am Thema Quantenmechanik.
____

Später erst wurde mir klar, daß sie zwar gelernt hatten, die „Physik“ zu vermitteln, aber nicht wirklich verstanden, womit sie es zu tun hatten.

Ja, es gibt sicher mehr als Planck, Heisenberg, Maxwell, Einstein, Dirac und Schrödinger entdeckt und beschrieben haben .. aber nichts Neues wird gegen einige der von diesen formulierten grundsätzlich gültigen Zusammenhänge funktionieren. Daß im Artikel leider nur ein kleiner Hinweis auf „die Gesetze der Quantenmechanik“ gegeben wird, mag Diesen unter Kollegen durchgehen lassen können, weil Allen diese Grundlagen bewußt sind. - Aber ich finde es unpassend, wenn auch interessierte Schüler mitlesen , zB :: „Und Einstein hatte doch nicht recht“ , was echt ein ganz schlechter Witz ist, angesichts des eh schon verbreiteten magischen Denkens in den Köpfen unserer Welt.

Sorry, auch die Quantenmechanik findet noch ganz im Diesseitigen statt, und auch hier gibt es keine „Gleichzeitigkeit" , auch wenn es in unserer makro-mikro Welt so aussehen mag.
Die einzige semantisch zutreffende Beschreibung des immerhin ansatzweise gut beschriebenen Phänomens wäre etwa :: .. im „Quantenzustand können .. Photonen [, Teilchen , ggf. gar Moleküle], sogar gleichzeitig an zwei Stellen GEMESSEN werden".

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bora33 02.10.2019, 19:14
5. Einfach mal in der Schule aufpassen,

Zitat: ein Atom aus 40000 Protonen? Ist es von einem Journalisten, der für die Wissenschaftsredaktion schreibt, zuviel verlangt sich die Grundlagen des auf Bastelmaterial zueignen? Das würde bedeuten dass ein bis dato nie entdecktes Element mit der Ordnungszahl 40 000 eingesetzt worden wäre. erklären Sie das doch mal bitte!

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quark2@mailinator.com 02.10.2019, 19:21
6.

"Spezialatome aus dem Versuch bestehen aus 40.000 Protonen, Neutronen und Elektronen" ... ähhhmmm, das wäre allerdings toll, aber ich vermute, es sind Moleküle gemeint, wie es auch anderswo im Text steht.

Was die Quantenphysik angeht ... Ich hoffe, ich erlebe es noch, wenn jemand sich darüber hinaus auf die nächste Ebene des Verständnisses erhebt und die Sache glatt zieht. Die bisherigen Erklärungen sind maximal unbefriedigend, insb. da sie sich nicht mit der Relativitätstheorie zusammenführen lassen und, naja, doch ziemlich absurd sind. Nicht, daß ich glaube, daß die Darstellungen falsch sind. Ich halte sie nur für sehr unvollständig. Quasi ein 2D-Bild einer 4D-Welt ...

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herwescher 02.10.2019, 19:28
7. Da wird einiges zusammengeworfen ...

Worum handelt es sich?

Um Materiewellen: https://de.wikipedia.org/wiki/Materiewelle

Prinzipiell kann jedes materielle Teilchen bspw. ein Elektron, ein Atom, ein Molekül oder eine beliebig große Anzahl solcher als Materiewelle betrachtet werden.

Das klappt umso besser, je masseärmer das Teilchen ist. Bei Elektronen ist das sozusagen Standard, bei einer Billard-Kugel jedoch sinnlos ...

Dass das Teilchen (bspw. ein Molekül) Welleneigenschaften besitzt, weist man typischerweise im Doppelspaltversuch nach. Dabei werden einzelne Moleküle in genügend großem zeitlichen Abstand durch eben diesen Doppelspalt geschossen. Man kann dabei nicht unterscheiden, ob es durch den linken oder den rechten Spalt flog. Man erhält nämlich auf dem Nachweisschirm das typische Interferenzmuster eines Doppelspaltes und nicht die Summe der Interferenzmuster zweier Einzelspalte.

Das lässt nur einen Schluss zu:
Das (einzelne!) Molekül muss (als Welle!) gleichzeitig durch beide Spalte gegangen sein.

Daraus jetzt zu schließen, dass es sich materiell gleichzeitig in beiden Spalten befunden habe ist jedoch vollkommen unzulässig. Ein solcher Nachweis der materiellen Existenz würde nämlich einer Ortsbestimmung des Teilchens gleichkommen. Diese führt aber zum sofortigen Kollaps der Wellenfunktion. Würde man die Existenz des Teilchens innerhalb der Spalte messen können, würde man es immer nur entweder in dem einen oder dem anderen Spalt finden, niemals gleichzeitig.

Für Elektronen ist dieser Nachweis der Welleneigenschaft seit 1961 durch den Japaner Akihiro Tokomura bewiesen. Beschrieben wird das bspw. hier (S. 87-93):

https://www.raumzeit-fuer-alle.de/Tutorial Quantenphysik .pdf

Danach gelang dieser Nachweis zuerst für Einzelatome, später sogar für ganze Moleküle.

Die Wikipedia Materiewelle (s.o.) führt als bisherigen Rekordhalter auf:

"Das bisher (2016) größte Stück Materie, das in einem besonders ausgeklügelten Experiment Interferenzstreifen zeigte, ist ein Molekül aus 810 Atomen."

Nun wird da bald 2016 und 2.000 stehen. Das ist eine riesengroße experimentelle Leistung, die gar nicht hoch genug geschätzt werden darf.

Etwas prinzipiell Neues bringt es leider nicht. Zu vergleichen ist es am ehesten mit der Jagd der Quantencomputer-Forscher nach immer mehr Qbits.

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der_sinnlose 02.10.2019, 19:30
8. Praktische Nutzbarkeit

Auf den ersten Blick gibt es keine. Aber weit gefehlt. Wenn das dauerhaft stabil läuft kann es die Raumfahrt revolutionieren. Aktuell kann man Sonden allenfalls noch im Mondorbit live fernsteuern. Danach ist schluß Bereits beim Mars sind die Laufzeiten derart lang das die Programme der Rover eine erhebliche Intelligenz mitbringen müssen. Außerdem kann man den Rover ja quasi immer nur vom letzten Standbild aus auf Sichtweite steuern. Nutzt man die Quantenverschränkung als Datentransportmittel hat man die Informationen instant. Dabei ist weder die Anzahl der gleichzeitig verschränkten Atome noch die Zeit in dem man sie in dem Zustand gehalten hat besonders wichtig sondern die Frequenz mit der man die Verschränkung ansteuern kann.

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Stereo_MCs 02.10.2019, 19:34
9. Lesen

Zitat von bora33
Zitat: ein Atom aus 40000 Protonen? Ist es von einem Journalisten, der für die Wissenschaftsredaktion schreibt, zuviel verlangt sich die Grundlagen des auf Bastelmaterial zueignen? Das würde bedeuten dass ein bis dato nie entdecktes Element mit der Ordnungszahl 40 000 eingesetzt worden wäre. erklären Sie das doch mal bitte!
Zitat:
2000 Atome ... bestehen aus 40.000 Protonen, Neutronen und Elektronen ...


Bitte, wenn sie nicht in der Lage sind, einfachste Sätze bzw. Zusammenhänge zu verstehen, dann unterlassen sie doch bitte diese kaum noch zu ertragenen Versuche der Medien Schelte.

Es sind 2000 Atome die wiederum aus 40.000 Kernteilchen und Elektronen aufgebaut sind.
Was soll den bitte so schwer daran sein, dass ein Atom hier im Schnitt aus 20 Kernteilchen/Elektronen besteht??

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