Von der Quantenwelt in die klassische Welt - oder umgekehrt?

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Frei nach W.H. Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, October 1991

Wenn man nicht genau weiß, wo sich ein Teilchen aufhält, beschreibt man es meistens durch eine Gauß-Kurve. Und  wenn es zwei Möglichkeiten gibt, wo das Teilchen am wahrscheinlichsten anzutreffen ist, nimmt man zwei Gaußkurven: Geht man mit dieser Beschreibung in den Phasenraum für die zwei Möglichkeiten (x,xs), so sieht das in der klassischen Welt so aus: Zwei Gauß-Glocken auf der Diagonalen x = xs (Dichtematrix).
In der Quantenwelt kommen noch zwei Glocken dazu, die auf der Nebendiagonale liegen: Das Teilchen interferiert mit sich selbst. Allerdings kann es das in der klassischen Welt meistens nicht lange, weil die Kohärenz zerfällt.

 

 

 

Es gibt noch andere Phasenräume, zum Beispiel (x,p). In der klassischen Welt kann man die Breiten dx und dp der Wigner-Verteilungen beliebig vorgeben.

In der Quantenwelt gilt dx*dp > h > 0
 

Aber die Quantenwelt hat noch mehr Überraschungen parat: Die Zustände interferieren!

Egal wie gut man das Teilchen lokalisiert - es interferiert:
Und wenn man nun h beliebig klein macht? Dann sollte man doch von der Quantenwelt in die klassische Welt kommen und diese Interferenzen los werden?

 

Sieht nicht so aus: Die Unschärfe wird kleiner, aber die Interferenz wird größer...

How long does it take?

Aber die Natur sorgt selbst dafür, dass wir unsere klassische Welt wahrnehmen - meistens jedenfalls. Schon bei recht kleinen Massen verschwindet die Interferenz bei Raumtemperatur sehr schnell: Dekohärenz der Wellenfunktion.

 

'Moderne Physik mit Maple'

 

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