Instorting golffunctie

[317070]

Ik denk dat de oplossing van dit probleem toch echt licht in het feit dat de golffunctie niet fysisch meetbaar is. Omdat twee waarnemers verschillende 'cirkerschijven' waarnemen waarop de golffunctie instort, zullen ze het niet met elkaar eens zijn over de vraag of de golffunctie op een zeker moment wel of niet vervallen is. Maar omdat dit toch niet waarneembaar is, zal dit niet tot problemen leiden.

Ik wilde ook eerder reageren met die redenering, maar ik heb het niet gedaan, omdat er volgens mij iets niet aan klopt.

Je kunt namelijk wel degelijk meten of een golffunctie op een zeker moment wel of niet vervallen is, namelijk door ze met zichzelf te laten interfereren, toch?

[ZVdP]

Je kunt namelijk wel degelijk meten of een golffunctie op een zeker moment wel of niet vervallen is, namelijk door ze met zichzelf te laten interfereren, toch?

Ik zie niet goed wat je van plan bent.

Even concreet:

We hebben twee waarnemers A en B en een elektron met golffunctie

\(\Psi_1\)

.

B doet een meting en het elektron vervalt naar

\(\Psi_2\)

.

A, die niet weet of B al dan niet een meting gedaan heeft, wil nu nagaan of de golffunctie gewijzigd is. Hoe doet A dit?

[317070]

Ik zie niet goed wat je van plan bent.

Even concreet:

We hebben twee waarnemers A en B en een elektron met golffunctie

\(\Psi_1\)

.

B doet een meting en het elektron vervalt naar

\(\Psi_2\)

.

A, die niet weet of B al dan niet een meting gedaan heeft, wil nu nagaan of de golffunctie gewijzigd is. Hoe doet A dit?

Het spijt me, ik weet hier dan ook niet erg veel van af.

Neem een 2-split-experiment waarvan het de ene split een linkse polarisator heeft, de andere split een rechtse polarisator. Afhankelijk van het interferentiepatroon dat zich vormt, kun je toch aflezen of de fotonenstroom linksdraaiend gepolariseerd was, rechtsdraaiend of een superpositie (en dus niet-ingestorte) versie van beide?

[Math-E-Mad-X]

Ik wilde ook eerder reageren met die redenering, maar ik heb het niet gedaan, omdat er volgens mij iets niet aan klopt.

Je kunt namelijk wel degelijk meten of een golffunctie op een zeker moment wel of niet vervallen is, namelijk door ze met zichzelf te laten interfereren, toch?

Hoe je het ook went of keert, ook die interferentie kun je alleen maar meten door de positie van het deeltje op een zeker moment t2 te meten.

[Bartjes]

Hoe je het ook went of keert, ook die interferentie kun je alleen maar meten door de positie van het deeltje op een zeker moment t2 te meten.

Zoiets?

http://en.wikipedia.org/wiki/Weak_measurement

[317070]

Hoe je het ook went of keert, ook die interferentie kun je alleen maar meten door de positie van het deeltje op een zeker moment t2 te meten.

Wat is daar het probleem precies mee? A.d.h.v. die positie kun je toch bepalen of hij geïnterfereerd heeft of niet (en dus of hij toen al dan niet ingestort was), je meting gaat die interferentie toch niet met terugwerkende kracht verbreken?

Ik zie ergens wel in dat het niet klopt, omdat je via bijvoorbeeld een verstrengeld deeltje die superpositie zou kunnen breken, en dan met mijn toestel dat kunnen uitlezen, waardoor je klassieke informatie verstuurt, maar ik zie het exacte probleem wel niet.

Dus je krijgt een

\(\Psi\)

in je systeem en je wil weten of dit nog een superpositie

\(\Psi_1\)

is, of een al ingestorte

\(\Psi_2\)

. Dit zou je toch moeten kunnen doen door eerst

\(\Psi\)

te manipuleren tot bijvoorbeeld

\(f(\Psi)\)

en dan je meting uit te voeren. Met

\(f(\Psi)\)

zo dat de kansverdelingen van

\(f(\Psi_1)\)

en

\(f(\Psi_2)\)

niet meer of veel minder overlappen.

[Math-E-Mad-X]

Ik zat nog eens te denken, maar het probleem hier is dat we quantum mechanica proberen toe te passen op SRT (of omgekeerd) en dat gaat gewoon niet. Dat zie je gelijk al aan het feit dat de Schrödinger vergelijking niet invariant is onder Lorentz transformaties.

Dit is precies waarom men Quantum Velden Theorie (QFT) ontwikkeld heeft. In QFT kun je niet meer spreken over één deeltje waarvan de golffunctie wel of niet vervallen is. Men heeft het in de QFT over velden die naar bepaalde toestanden vervallen. Hierbij is er altijd een grondtoestand die ongelijk is aan nul, dus het veld is nooit helemaal 'weg', er is altijd een bepaalde hoeveelheid energie achtergebleven.

Het heeft dus weinig zin om allerlei Quantummechanische analyses op dit probleem los te laten, omdat ze simpelweg niet van toepassing zijn.

Het probleem van de gelijktijdigheid wordt opgelost door aan te nemen dat na een meting een veld weliswaar naar een andere toestand gaat, maar op zodanige manier dat er geen informatie buiten de lightcone verstuurd wordt. Echt goed gedetailleerd kan ik dat niet uitleggen hier, maar het heeft te maken met commuterende operatoren (de meting van het veld op punt A commuteert met de meting van het veld op punt B als A en B spacelike verbonden zijn, of iets dergelijks).

Ik denk dat je er niet aan ontkomt om ingewikkelde wiskunde erbij te gaan halen om dit soort problemen goed uit te leggen.

[EvilBro]

Het heeft dus weinig zin om allerlei Quantummechanische analyses op dit probleem los te laten, omdat ze simpelweg niet van toepassing zijn.

Ik denk, maar misschien ontbeer ik hier kennis, dat je niet eens aan dit probleem toekomt. Het probleem lijkt mij dat je de kansverdeling helemaal niet kunt meten. Je kan dus ook niet zien dat deze instort. Als je dus niet weet dat er een meting is geweest dan heb je gewoon een verkeerd beeld van de werkelijkheid. Je zal dus een verkeerd model gebruiken en je zal dus andere uitkomsten krijgen dan je verwacht.

[eendavid]

Waarschijnlijk zijn jullie geïnteresseerd in het eerste deel van 'quantum mechanics in your face', een lezing door Coleman. Een van de hoogtepunten is een glasheldere bespreking dat QM locaal is.

Ook deze bespreking van de Copenhagen interpretatie door Lubos Motl is interessant voor deze discussie.

Meer to the point ivm deze discussie: De vraag of waarnemer A een meting heeft gedaan, en wat hij gemeten heeft, is beantwoordbaar via een meting (bijvoorbeeld door het aan A te vragen). Echter, de golffunctie is een subjectieve beschrijving van de werkelijkheid. Het is niet omdat voor waarnemer A de golffunctie instort, dat deze ook voor B instort. Ze zal pas instorten voor B wanneer hij ook effectief meet wat B gemeten heeft.

[eendavid]

edit: In de 'in your face' lectures wordt uitgelegd dat iemand die gelooft in localiteit, niet kan geloven in hidden variables. De reden dat men denkt dat QM niet-lokaal is, is dat men de golffunctie als een klassieke (waarneembare) golf wil zien.

[Bartjes]

Wat zoeken levert mij de onderstaande links op:

http://arxiv.org/abs/1004.3440

http://philsci-archive.pitt.edu/1533/1/Obs...Hyperplanes.pdf

http://philsci-archive.pitt.edu/2085/1/Obs...lanes%2C_II.pdf

http://publish.uwo.ca/~wmyrvold/PeacefulCoexistence.pdf

http://arxiv.org/abs/quant-ph/9901077

Dit gaat mij grotendeels boven de pet, maar de conclusie lijkt dat hier vooral voor de interpretatie van de kwantummechanica een serieus probleem ligt, waar bovendien nog volop over gediscussieerd wordt. Ook is het een probleem dat we nog geen breed geaccepteerde theorie hebben over wat er bij een kwantummechanische meting precies gebeurt.

[eendavid]

Merk op dat enkel de laatste van die referenties peer-reviewed is (mogelijks de voorlaatste ook, maar niet in een wetenschappelijk tijdschrift). En die laatste referentie zou ik ten sterkste afraden aan iemand die niet vertrouwd is met kwantummechanica. Om nog maar eens naar Coleman te verwijzen: je moet niet proberen QM te interpreteren in termen van klassieke concepten (een fysisch waarneembare golffunctie die voldoet aan een PDE), het is de klassieke theorie die moet volgen uit de meer fundamentele QM (en dat is goed begrepen).

[Bartjes]

Iedereen bedankt voor de reacties.

Ik heb te weinig kennis van de kwantumfysica om verder aan deze discussie deel te nemen.

Daarbij komt dat het mede afhankelijk is van filosofische uitgangspunten met wat voor type verklaring men tevreden is.

[eendavid]

Die 'In your face' lezing is nochtans zeer toegankelijk. Het was precies mijn bedoeling om te verduidelijken dat er helemaal geen ingewikkelde fysica/wiskunde nodig is om deze vragen te beantwoorden.

[Bartjes]

Die 'In your face' lezing is nochtans zeer toegankelijk. Het was precies mijn bedoeling om te verduidelijken dat er helemaal geen ingewikkelde fysica/wiskunde nodig is om deze vragen te beantwoorden.

Die lezing heb ik ook bekeken.

Sommige vragen zijn eenvoudig op te lossen. Soms zie je iets over het hoofd, of maak je een denkfout. Als daarop dan gewezen wordt "valt het kwartje", en is het probleem uit de wereld. Het komt hier op het forum ook regelmatig voor dat problemen op die manier worden opgelost.

Omdat uit de links die ik gegeven heb blijkt dat ook mensen met kennis van zaken met dezelfde conceptuele problemen worstelen als ik, denk ik dat het in dit geval niet zo eenvoudig is. Zo bevalt mij de subjectivistische opvatting van de golffunctie niet. Als de golffunctie enkel uitdrukt wat een zekere waarnemer weet is er natuurlijk geen probleem dat deze functie na het verkrijgen van nieuwe informatie voor deze waarnemer onmiddellijk verandert. Dat een andere waarnemer die vanuit een ander referentie-stelsel waarneemt en redeneert een andere golffunctie vindt is dan evenmin een probleem. Zolang er maar geen onenigheid bestaat over concreet waargenomen gebeurtenissen is er vanuit deze subjectivistische visie niets aan de hand. Ik heb niet de kennis om na te rekenen of het probleem vanuit dit gezichtspunt inderdaad verdwijnt, maar zelfs al zou dat zo zijn dan bevalt mij die oplossing allerminst. Het is alsof men een valse boekhouding toestaat zolang het zeker is dat het nooit boven water zal komen.

Ik voel meer sympathie voor Dr. Diehard. Omdat er in de lezing wordt beweerd dat Dr. Diehard inmiddels definitief weerlegd is, heeft het wellicht meer zin dat ik het experiment van Aspect grondig napluis.