Ein grafisches Modell Küblbeck, Wesenszüge der Quantenphysik

Ein grafisches Modell

Küblbeck, Wesenszüge der Quantenphysik

Halbquantitative Beschreibung mit Wahrscheinlichkeitspaketen

Die mathematische Beschreibung gelingt mit der Schrödingergleichung.

Diese hat eine ähnliche Form wie die Wellengleichung.

Deshalb sagt man oft, die Quantenobjekte haben etwas „Welliges“.

Alles was „in den Formeln schwingt“, ist jedoch nicht beobachtbar.

Beobachtbar ist allein das Betragsquadrat,und das schwingt nicht.

2 2 2

2 2 2 tx y zc i

22 2 2

2 2 2 2x y z tc

( , )x t

2( , )x t

Beschreibung der Komplementaritätmit Wahrscheinlichkeitspaketen

t1

x

P(x,t) = |(x,t)|2

x

Realteil

t2 > t1

t1

P(x,t) = |(x,t)|2

x

MathematicaSimulation

Beschreibung der Komplementaritätmit Wahrscheinlichkeitspaketen

Film

t1

P(x,t) = |(x,t)|2

x

MathematicaSimulation

Beschreibung der Komplementaritätmit Wahrscheinlichkeitspaketen

mit Interferenzterm

t1

P(x,t) = |(x,t)|2

x

MathematicaSimulation

Beschreibung der Komplementaritätmit Wahrscheinlichkeitspaketen

Beschreibung der Interferenz:

Wenn die Pakete nicht überlappen,

Interferenzterm: 2 ψ li ( x , t ) · ψre ( x , t )

ψ = ψli ( x , t ) + ψre ( x , t )

verschwindet der Interferenztermfür alle x

Beschreibung der Interferenz

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

Interferometer mit einem Arm

2 ψli (x,t) · ψre(x,t)

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

Interferometer mit zwei Armen

2 ψli (x,t) · ψre(x,t)

Nichtlinearer Kristall

Paket für dasSignalphoton

Paket für dasIdlerphoton

Paket für das einlaufende Photon

Photonen-“Spaltung“

Beschreibung der Komplementarität

ψsignal+idler = ψlisignal (xsignal,t) ∙ ψli

idler (xidler,t)

+ ψresignal (xsignal,t) ∙ ψre

idler (xidler,t)

Interferenzterm = 2 ψlisignal (xsignal,t) · ψre

signal (xsignal,t)

· ψliidler (xidler,t) · ψre

idler (xidler,t)

Beschreibung von zwei wechselwirkenden Q.O.

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Interferometer mit Photonen-“Spaltung“

Quantitative Beschreibung der Komplementarität

Interferenzterm = 2 ψlisignal (xsignal,t) · ψre

signal (xsignal,t)

· ψliidler (xidler,t) · ψre

idler (xidler,t)

Kein Überlappkeine Interferenz

Quantenradierer

Quantenradierer

Quantenradierer

Quantenradierer

Quantenradierer

Quantenradierer

Quantenradierer

Quantitative Beschreibung der Komplementarität

Interferenzterm = 2 ψlisignal (xsignal,t) · ψre

signal (xsignal,t)

· ψliidler(xidler,t) · ψre

idler (xidler,t)

ÜberlappInterferenz

Zusammenhang zwischen verbalem Formalismus und P-Paket-

Formalismus

Zuverlässige Messung bzgl. der k.d.M

Kein Überlapp der P-Pakete