THEMA:

Gute Nacht liebe Forumgemeinde,

beim Doppelspaltversuch, damit man Interferenz rausbekommt, muss das Experiment im Vakuum passieren, damit es bloß zu keinen Zusammenstößen mit anderen Teilchen kommt.
Denn so ein Zusammenstoß gleicht Beobachtung und verhindert das Erscheinen des Interferenzbildes.

Nehmen wie an, wir machen Doppelspaltversuch mit Elektronen.

1. Frage:
Wenn von außen ein elektrisches oder magnetisches Feld auf Elektron wirken würde, würde es Interferenzbild stören oder nicht?

2. Frage:
Da die Gravitation nicht abschirmbar ist, wirkt sie ständig auf Elektron und stört Interferenzbild nicht. Damit ist die Gravitation bzw. Wirken der Gravitation keine Beobachtung. Hat diese Tatsache irgendwelche weiterreichende Folgen/Überlegungen oder ist sie nicht überlegenswert?

Viele Grüße
Alex

1) im Prinzip richtig

S600 schrieb: Da die Gravitation nicht abschirmbar ist, wirkt sie ständig auf Elektron und stört Interferenzbild nicht. Damit ist die Gravitation bzw. Wirken der Gravitation keine Beobachtung. Hat diese Tatsache irgendwelche weiterreichende Folgen/Überlegungen oder ist sie nicht überlegenswert?

2) Nein, das G-Feld stört im Prinzp genauso, aber der Einfluss ist so gering, dass es praktisch nicht stört, und dies gilt entsprechend für Frage 1. Es hat eben Einfluss darauf, ob das Ergebnis der Interferenz 100,00% oder nur 99,99% gelingt.....

@alle:
Mit Beobachtung meine ich auch die Messung.

@ra-raisch:

Danke für deine Antwort.

Eine Verständnisfrage habe ich noch:
Ist das Interferenzbild und die zwei Streifen beim Doppelspaltversuch klar getrennt (d. h. es gibt klar entweder oder) oder gibt es noch was dazwischen, wie z. B. man sieht zwar schon klar zwei Streifen, weil etwas anfängt zu stören (messen/beobachten), aber gleichzeitig immer noch bisschen das Interferenzbild.

Viele Grüße
Alex

S600 schrieb: Eine Verständnisfrage habe ich noch:
Ist das Interferenzbild und die zwei Streifen beim Doppelspaltversuch klar getrennt (d. h. es gibt klar entweder oder) oder gibt es noch was dazwischen, wie z. B. man sieht zwar schon klar zwei Streifen, weil etwas anfängt zu stören (messen/beobachten), aber gleichzeitig immer noch bisschen das Interferenzbild.

Wenn man bei einem Doppelspaltexperiment nur bei einem Teil der Elektronen misst, durch welchen Spalt sie gehen, bekommt man am Ende ein entsprechendes Mischbild. Je nachdem, ob bei einem Elektron der Spaltdurchgang gemessen wird oder nicht, verhält sich das Elektron entsprechend.

ClausS schrieb: Wenn man bei einem Doppelspaltexperiment nur bei einem Teil der Elektronen misst, durch welchen Spalt sie gehen, bekommt man am Ende ein entsprechendes Mischbild. Je nachdem, ob bei einem Elektron der Spaltdurchgang gemessen wird oder nicht, verhält sich das Elektron entsprechend.

Dann habe ich es richtig verstanden: Wenn man bei 100 % Elektronen misst, durch welchen Spalt sie gehen, gibt es kein Mischbild.

Jetzt ist die Frage wieder an alle:

Wenn die Gravitation einen Einfluss auf das Experiment hat (es stört), dann erscheint immer ein Mischbild?

Z. B. bei der Erdgravitation ist dieser Einfluss minimal, daher sieht man wahrscheinlich 2 Streifen gar nicht oder kaum. In der Nähe der starken Gravitation wäre dann eher Interferenzbild kaum zu sehen und die 2 Streifen ganz deutlich?

Viele Grüße
Alex

S600 schrieb: Ist das Interferenzbild und die zwei Streifen beim Doppelspaltversuch klar getrennt (d. h. es gibt klar entweder oder)

Danke, dass Du nachgefragt hast. Wie ich sehe, ist Deine Frage viel spezieller als unsere allgemeinen Antworten. Ich habe das zwar noch nie gelesen, aber es ist leicht vorstellbar:

Eine Störung stellt man sich so vor, wie wenn man beim Doppelspalt einen Spalt abdeckt. Eine schwächere Störung kann man erzeugen, indem man den zweiten Spalt nur halb abdeckt, was zu einer Überlagerung aus einer teilweisen Interferenz und einem zusätzlichen Einfachspalt führt. Das war unsere bisherige Erklärung.

Nun ist es aber bei Feldern wie der Gravitation so, dass sie beide Spalte betreffen. Man kann die Störung daher verallgemeinern, dass man zB beide Spalte zur Hälfte abdeckt, wodurch sich am Ergebnis sicher nichts ändern wird, außer dass das Bild schwächer und womöglich schärfer oder im Extremfall gar unschärfer wird.

Ebenso kann man die Störung zeitlich variieren, solange dies beide Spalte synchron betrifft, wird sich am Ergebnis auch nichts ändern.

Davon ist zu unterscheiden, dass eine Störung zwar beide Spalte betrifft, jedoch nicht korreliert, also nicht zwingend gleichzeitig. Damit erhält man dann eine Mischung aus Doppelspalt, linkem Einfachspalt und rechtem Einfachspalt.

Demnach würden Felder keine Auswirkung auf den Versuch haben, sofern sie homogen sind. Dies ist beim Schwerefeld annähernd so, es ist in seiner Wirkung ohnehin relativ schwach, und der Abstand der beiden Spalte ist auch relativ klein. Daher hat das Gravitationsfeld (der Erde) so gut wie keine Auswirkung. Ein starkes inhomogenes Feld wird sich aber auf beide Lichtgänge unterschiedlich auswirken und das Bild somit verändern und die Interferenz schwächen, womöglich auch nur verzerren, das kommt darauf an, auf welche Eigenschaften die Störung wie einwirkt.

In der Regel stellt man sich die Störung als Extinktion vor, die Welle wird gemessen und wird somit gelöscht. Eine Störung kann aber auch einfach nur eine Eigenschaft verändern, wie etwa die Polarisation. Ob derartige Änderungen dann Einfluss auf das Experiment haben, kommt eben auf Eigenschaft und Experiment an. Spiegel ändern zB die Richtung und wenn man dies berücksichtigt, stören sie das Experiment nicht sondern ermöglichen es erst.

Ich kenne das Doppelspalt-Experiment auch nur unter Vakuum und mit elektronischem Zähler an den Spalten.
An den Spalten wird gemessen wo das jeweilige Photon durchgeht. In dem Fall ist das Interferrenzmuster weg und es tauchen 2 Balken auf dem Detektor auf.

Da es aber ein Interferrenzmuster gibt, wenn nicht gemessen wird. Ist davon auszugehen, daß die Gravitation keinen Einfluss auf die Interferrenz hat und somit auf die Teilchen.
Wie es in einem größeren Schwerefeld aussieht, kann ich nicht mit Bestimmtheit sagen, aber ich gehe auch hier von keiner Beeinflussung aus.
Es wäre was anderes, wenn man eine Diskrepanz des Wellenmusters auf dem Detektor erkennen würde. Da dies nicht der Fall ist, sollte Gravitation keinerlei Einfluss auf die Interferrenz haben.

Spekulation: Ich könnte mir vorstellen, daß die Balken insgesamt flacher werden in einem sehr starken Gravitationfeld, als Folge der Lichtablenkung...

Ich hoffe ich konnte helfen.