Quantenelektrodynamik (QED)

[Mondkalb]

Das kannst du dich bei Elektronen auch fragen ^^

Tatsächlich ist es so, dass wenn du versuchst während dem Experiment einzelne Elektronen zu beobachten, das Interferenzmuster verschwindet ^^

Das ist ja auch klar, weil man dann weiß, durch welchen Spalt das "Teilchen" geflogen ist.
Wenn man es nicht weiß, passiert die Wahrscheinlichkeitswelle beide Spalte. ^^


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Mondkalb schrieb nach 1 Minute und 39 Sekunden:

Wenn man nur ein Teilchen durch schickt, trifft das nur an einer Stelle auf. Es entsteht kein Muster, nur ein einzelner Punkt. Wenn viele Teilchen den Spalt passieren, erzeugen sie viele Punkte und diese ergeben in Summe ein Muster.

Ich habe irgendwie das Gefühl, du meinst das richtige, drückst dich aber etwas ungenau aus ^^

Ich sage doch, man sammelt die Auftreffpunkte der einzelnen Ereignisse, früher z. B. mit einer Fotoplatte, heute mit einer Chipkamera z. B.
Aus der Summe der Einzel-Ereignisse ergibt sich das Bild.

[MoNoSToNe]

Na das in der Quantenphysik keine wechselwirkungsfreie Beobachtung möglich ist, wissen wir ja seit Heißenberg.

Nur, dass eben dieser Effekt des Doppelspaltexperiments genau die Motivation für die Heisenbergsche Unschärferelation war

@ Mondkalb: Dann ist es ja gut, es hat nämlich zeitweise so gewirkt, als meintest du, dass wenn man nur ein einziges, also in Summe nur ein Elektron durchschicken würde, man ein Interferenzmuster sehen könnte, was nicht der Fall ist ^^

[i_make_it]

Nur, dass eben dieser Effekt des Doppelspaltexperiments genau die Motivation für die Heisenbergsche Unschärferelation war

Ich sagte Ja:
Wir wollen ja auch nicht wissen für welchen Spalt sich das Photon entscheidet, sondern warum das kleine Scheißerchen weis das da noch ein andere Spalt da ist.
Das Verhalten lässt sich also nur erklären das der Quant beide Spalten benutzt, da sonst die Position auf der Bildeben nicht mehr in die Verteilung entsprechend des Interferenzmusters paßt. Dieses bekommt man allerdings erst zu sehen wenn man am Ende die mindestens 50.000 Einzelbilder von Eintelenen Photonen überblendet.

@ Mondkalb: Dann ist es ja gut, es hat nämlich zeitweise so gewirkt, als meintest du, dass wenn man nur ein einziges, also in Summe nur ein Elektron durchschicken würde, man ein Interferenzmuster sehen könnte, was nicht der Fall ist ^^

Ich denke mit obriger Äußerung treffe ich in etwa das was Mondkalb damit meinte. Bei einem Photon / Elektron sieht man einen Punkt der aber der Interferenz entspricht und keiner diffusen Streuung.

[MoNoSToNe]

Das steht aber schon in meiner ersten Ausführung

[Mondkalb]

Meiner Meinung nach haben wir Menschen so große Schwierigkeiten mit dem Doppelspaltexperiment, weil wir unsere Alltagsvorstellungen aus der Makrowelt, in der wir leben, auf die Quantenwelt übertragen.
Uns fehlt einfach ein analoges Anschauungsobjekt.
Die Vorstellung von Materie beinhaltet, dass etwas fest und anfassbar ist. Selbst auf atomarer Ebene stellt man sich da wahrscheinlich sowas wie kleine Bleikugeln vor. Darin liegt der grundlegende Fehler.
Materie besteht zum größtem Teil aus leerem Raum. Was uns fest vorkommt, ist ein Resultat der abstoßenden Kräfte auf molkularer und atomarer Ebene, letztlich eine Auswirkung des elektromagnetischen Feldes.
Weil wir uns aber - vielleicht wegen simplifizierter Schulmodelle - die Moleküle, Atome und Elementarteilchen als eine Art farbige Kugeln vorstellen, wirkt das Doppelspaltexperiment, das mit "Materie"-Teilchen durchgeführt wird, so seltsam.
Einsteins Äquivalenzprinzip von Energie und Materie und Heisenbergs Unschärferelation sollten uns aber zeigen, dass unser Bild von elementaren Vorgängen eben nur ein Bild ist.
Was ein Elektron letztlich genau ist, weiß bisher niemand so genau. Nach den Stringtheorien unterscheidet es sich letztlich nicht so dramatisch von einem Photon - beides wären dann in höheren Dimensionen schwingende Energie"fäden". Wenn also eine Lichtwelle ein Interferenzmuster erzeugen kann und ein Lichtquant auch, warum dann nicht auch ein Elektron? Auch das Elektron im Atom ist ja nicht eine Kugel, die da wie in einem Planetensystem herumfliegt sondern eine Art stehende Welle, die über einen Wahrscheinlichkeitsbereich verteilt ist.

[BongoMercury]

Was ein Elektron letztlich genau ist, weiß bisher niemand so genau. Nach den Stringtheorien unterscheidet es sich letztlich nicht so dramatisch von einem Photon - beides wären dann in höheren Dimensionen schwingende Energie"fäden". Wenn also eine Lichtwelle ein Interferenzmuster erzeugen kann und ein Lichtquant auch, warum dann nicht auch ein Elektron? Auch das Elektron im Atom ist ja nicht eine Kugel, die da wie in einem Planetensystem herumfliegt sondern eine Art stehende Welle, die über einen Wahrscheinlichkeitsbereich verteilt ist.

So weit ich weiß soll das Doppelspaltexperiment auch auf andere und größere Teilchen anwendbar sein. Bzw. der Welle/Teilchendualismus. Man kann quasi jedes Teilchen als Welle beschreiben.

Und heute wird auch nicht mehr von Elektronenschalen-Modellen ausgegangen sondern Elektronenwolken. Ich denke das es auch etwas mit diesem Dualismus oder Quantenmechanik zu tun hat.

[Mondkalb]

Das ist in der Tat so. Ich glaube, es gibt auch Beugungsexperimente mit Alphateilchen und sogar noch größeren Atomkernen.

[Harmakhis]

Theoretisch kann man auch die Wellenlänge eines Menschen berechnen. Da freut sich aber sicher niemand, wenn man ein Doppelspalt-Experiment macht!

[MoNoSToNe]

Und heute wird auch nicht mehr von Elektronenschalen-Modellen ausgegangen sondern Elektronenwolken. Ich denke das es auch etwas mit diesem Dualismus oder Quantenmechanik zu tun hat.

Der korrekte Begriff ist "Orbital" und bezeichnet jenen Bereich, in dem die Aufenthaltswahrscheinlichkeit (Absolutquadrat der Wellenfunktion) des Elektrons besonders hoch ist. Jedes Orbital entspricht einem erlaubten Energieniveau und bieten auf Grund des Pauliverbotes Platz für höchstens zwei Elektronen.

So nebenbei lässt sich die Wellenlänge von markoskopischen Objekten über die de Broglie-Beziehung leicht berechnen. Meistens erhält man einen verschwindend geringen Wert, was erklärt, warum Beugungsphänomene bei Menschen nicht beobachtet werden können

[Mondkalb]

Materiewellen mit bisher größtem Molekül nachgewiesen:
TP: Wenn Materiewellen aus ihren Schatten treten
Bie einer Masse von etwas 160 Kohlenstoffatomen schon ein ganz schöner Brocken.

[irony]

Bie einer Masse von etwas 160 Kohlenstoffatomen schon ein ganz schöner Brocken.

Kann man wohl sagen. Interessant ist dabei ja

Mit der Feststellung von Quanteninterferenzen bei perfluoralkyl-funktionalisierten Diazobenzolen, den größten Molekülen, für die je der Nachweis des Wellencharakters gelungen ist, stellt sich einmal mehr die Frage: Wo ist die Grenze dieser skurrilen Quantenwelt eigentlich anzusetzen?

Die Frage ist, mit welchen Molekülen man diese Interferenz-Experimente noch treiben kann und wo der Übergang in die makroskopische Welt definitiv stattfindet?

Die Materienwellenlänge L = h / p allein scheint ja nicht unbedingt ein gutes Maß dafür zu sein, ob man es mit einem Quantenobjekt zu tun hat, denn im Grunde kann ja jedes Teilchen, vom (schnellen) Elektron bis zum (langsamen) Riesenmolekül denselben Impuls haben, da man fehlende Masse durch Geschwindigkeit ausgleichen kann und umgekehrt.

[Dannyboy]

Ähm, Impuls steht da im Nenner. Der sollte also möglichst klein sein. Und so ein Riesenmolekül muss man schon ganz schön stark abkühlen.

[irony]

Ähm, Impuls steht da im Nenner. Der sollte also möglichst klein sein. Und so ein Riesenmolekül muss man schon ganz schön stark abkühlen.

Ja, ich habe mal ein bisschen gesucht und den Begriff der thermischen Wellenlänge gefunden:

Die thermische Wellenlänge ist ein Begriff aus der statistischen Physik und der Quantenmechanik. Sie ist eine statistische Größe und beschreibt die mittlere De-Broglie-Wellenlänge eines Teilchens zu einer bestimmten Temperatur. Die thermische Wellenlänge charakterisiert die räumliche „Ausdehnung“ eines Teilchens und stellt das Bindeglied zwischen klassischer und Quantenstatistik dar.

Vielleicht ist das der bessere Begriff:

Quanteneffekte fangen an eine Rolle zu spielen, wenn die thermische Wellenlänge mit anderen charakteristischen Längen des Systems – wie der mittleren freien Weglänge der Teilchen oder dem Systemvolumen – vergleichbar werden.

Die schreiben dann noch etwas über Einstein-Bose-Kondensate.
Vielleicht geht so was auch mit großen Molekülen.