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THEMA: Phononen

Phononen 26 Jul 2019 14:17 #54425

"Phononen sind gequantelt"
www.spektrum.de/news/wie-man-schall-teilchen-zaehlt/1661988

Meine Meinung dazu:

Frequenzen können immer nur Vielfache der Grundfrequenz annehmen, das sagt nichts darüber aus, ob die Grundfrequenz stufenlos variabel ist. (Abhängig von den Begrenzungen)

Das scheint mir vorerst ein selbstgemachtes Phänomen zu sein, ich kann aber nicht wirklich behaupten, über die Schwingungen eines Qubit eine Aussage machen zu können.

Auch bei Photonen ist ja die Frequenz (nach bisherigen Erkenntnissen) stufenlos variabel, nur die Intensität bei gegebener Frequenz ist gequantelt. Das Experiment der Phononen geht aber von Frequenzänderung aus, erscheint also ein völlig anderes Thema zu behandeln, das mich eben eher an die Oberfrequenzen erinnert.

Naja, das könnte natürlich das Erscheinungsbild der gequantelten Energieaufnahme sein, wenn die Qubits nur mit einer bestimmten Amplitude schwingen können und die Energieänderung daher in Frequenzsprüngen sichtbar wird. Dann ist das aber eher eine Eigenschaft der Qubits als der Phononen....

Die Stanford University ist allerdings recht zuverlässig. Ich denke, das folgende Paper ist gemeint:
news.stanford.edu/2019/07/24/quantum-mic...nts-particles-sound/

Wobei mir folgendes auffällt:

Ker Than, 24.7.2019, Stanford schrieb: “Quantum mechanics tells us that position and momentum can’t be known precisely – but it says no such thing about energy,” Safavi-Naeini said. “Energy can be known with infinite precision.”

Das ist falsch,
d.t·d.E > h
entweder Zeit oder Energie, beides kann man nicht "gleichzeitig" (im selben Experiment) genau messen, ganz genauso wie Ort/Impuls
d.p¹d.x > h

....wobei beides gar nichts über eine Quantelung der fraglichen Größen aussagt sondern lediglich über die maximal mögliche Messgenauigkeit.

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Phononen 26 Jul 2019 23:58 #54441

ra-raisch schrieb: Das ist falsch,
d.t·d.E > h
entweder Zeit oder Energie, beides kann man nicht "gleichzeitig" (im selben Experiment) genau messen, ganz genauso wie Ort/Impuls
d.p¹d.x > h

Was ist daran falsch? Das ist doch genau die Heisenbergsche Unschärfe. Produkt aus Energieunschärfe und Zeitunschärfe ist größer als das Planksche Wirkungsquantum \(\Delta t \cdot \Delta E > h\) bzw \( \Delta p \cdot \Delta x > h\)

assume good faith

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Phononen 27 Jul 2019 09:22 #54442

Man kann sich überlegen, wie groß delta-t für einen stabilen Grundzustand werden kann. Dies ermöglicht dann eine sehr genaue Energiemessung.

Das Problem sehe ich bei einem kurzlebigen angeregten Zustand, der unter Aussendung eines Photons in den Grundzustand übergeht. Die Energie des Photons müsste man relativ exekt messen können und den dann langlebigen Grundzustand auch. Wo ist hier mein Gedankenfehler?

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Phononen 27 Jul 2019 11:27 #54445

Merilix schrieb:

ra-raisch schrieb: Das ist falsch,
d.t·d.E > h
entweder Zeit oder Energie, beides kann man nicht "gleichzeitig" (im selben Experiment) genau messen, ganz genauso wie Ort/Impuls
d.p¹d.x > h

Was ist daran falsch? Das ist doch genau die Heisenbergsche Unschärfe. Produkt aus Energieunschärfe und Zeitunschärfe ist größer als das Planksche Wirkungsquantum \(\Delta t \cdot \Delta E > h\) bzw \( \Delta p \cdot \Delta x > h\)

Du wiederholst das, was ich gesagt habe. Mein "falsch" bezog sich auf das vorhergehende Zitat, meine nachfolgende Aussage war die Begründung für das "falsch". Falsch ist die zitierte Aussage, dass die Energie unabhängig von der UR und somit anders und exakter zu messen wäre als der Impuls.

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Phononen 27 Jul 2019 16:04 #54450

ra-raisch schrieb: Mein "falsch" bezog sich auf das vorhergehende Zitat, meine nachfolgende Aussage war die Begründung für das "falsch". Falsch ist die zitierte Aussage, dass die Energie unabhängig von der UR und somit anders und exakter zu messen wäre als der Impuls.

Achso, Ok dann hab ich das falsch verstanden.

Allerdings erwähnt das Zitat nur die Energie allein die sich angeblich beliebig genau messen lässt.
"“Quantum mechanics tells us that position and momentum can’t be known precisely."
Ja genau, auf das das Wörtchen "and" kommts an.

“Energy can be known with infinite precision.”"
Da fehlt die Aussage über die dazu komplementäre Größe. Für sich allein mag das stimmen oder nicht.

Naja, wie auch immer...
Könnte die Quantisierung der Phononen (Schall, Dichteschwankung) nicht auch einfach damit zusammenhängen das der Energieübertrag zwischen den Teilchen die Träger der Schallwelle sind quantisiert ist?

PS:
Interessant ist das Thema allemal. Ich frag mich ob sich mit Schall nicht auch Experimente machen lassen die eigentlich typisch für QM sind. ich denke da an solche Dinge wie Verschränkung... Gleiches frag ich mich für EM Photonen im Mikrowellen oder Radio Bereich.

assume good faith

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Phononen 27 Jul 2019 16:35 #54451

Merilix schrieb: “Energy can be known with infinite precision.”"
Da fehlt die Aussage über die dazu komplementäre Größe. Für sich allein mag das stimmen oder nicht.

Richtig, wörtlich ist das nicht falsch, nur wird es ja als krasser Gegensatz zur UR dargestellt ....

Merilix schrieb: Naja, wie auch immer...
Könnte die Quantisierung der Phononen (Schall, Dichteschwankung) nicht auch einfach damit zusammenhängen das der Energieübertrag zwischen den Teilchen die Träger der Schallwelle sind quantisiert ist?

Gute Idee, und da denke ich schon wieder an eine mögliche Grundfrequenz und Oberwellen.

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