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EPR-Effekt


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Der EPR-Effekt (nach den Autoren des Artikels in er das erste Mal thematisiert wurde – Podolski Rosen) zuweilen auch EPR-Paradoxon genannt ist ein zunächst als Gedankenexperiment aber auch im Labor nachgewiesener Effekt in Quantenmechanik der gegen die Regeln des klassischen Realismus verstößt.

Beim EPR-Effekt werden zwei Teilchen die weit voneinander entfernt sind in einem verschränkten Zustand betrachtet. Das am häufigsten benutzte Beispiel zwei Teilchen mit Spin (Eigendrehimpuls) deren Gesamtspin (Summe der Spins einzelnen Teilchen) 0 ist.

Nun wird an den beiden Teilchen voneinander eine Messung durchgeführt (z. B. die Spinkomponente in z -Richtung). Nach den Regeln der Quantenmechanik ist Ergebnis der Messung vor Ausführung derselben aufgrund verschränkten Zustands nicht festgelegt d. h. es ist zufällig welchen Messwert man aus der Messung Andererseits erkennt man jedoch beim Vergleich beider Messergebnisse eine Korrelation : Im Beispiel der Spins würden die stets einen entgegengesetzten Spin haben so als die Messung des einen Spins auch den Spin festgelegt hätte. Und das auch dann die beiden Messungen so weit voneinander entfernt so kurz nacheinander folgen dass eine Informationsübertragung der einen Messung zur anderen überlichtschnell erfolgen müsste (und daher nach der Relativitätstheorie ausgeschlossen sein sollte).

Einstein schloss aus diesem Experiment dass Teilchen vor der Trennung die nötige Information hatten. Da dieser Austausch von der Quantenmechanik beschrieben wird hielt er die Quantenmechanik für Es gebe verborgene Variablen welche das Messresultat bereits bei der der Teilchen festlegen. Wenn es keine verborgenen gäbe müssten die Teilchen durch spukhafte Fernwirkungen miteinander in Verbindung stehen was Einstein unsinnig hielt.

John Bell konnte mit der Bellschen Ungleichung zeigen dass Einsteins Erklärung experimentell überprüfbar Nach der Quantenmechanik ist nämlich die Korrelation den Teilchen im Durchschnitt größer als dies der besten Theorie ohne spukhafte Fernwirkungen denkbar ist. Die Experimente (u. a. durch Aspect) verletzen aber die Ungleichungen. Das heißt zeigen eine Korrelation die größer ist als klassisch denkbar wäre. Damit wurden die Vorhersagen Quantenmechanik aufs Genaueste bestätigt. Nach dieser Entdeckung auch fraglich inwiefern man einem Teilchen Eigenschaften kann wenn es diese Eigenschaften erst beim erhält. Die Frage was real ist erscheint dadurch in einem völlig Licht.

Es ist jedoch nicht möglich mit des EPR-Effekts mit Überlichtgeschwindigkeit zu kommunizieren: Die einzelne Messung ergibt unabhängig davon ob das andere Teilchen bereits wurde – stets ein für sich genommen Ergebnis. Erst wenn das Ergebnis der anderen – durch klassische unterlichtschnelle Kommunikation – bekannt kann man die Korrelation feststellen oder ausnutzen.

Siehe auch: GHZ-Zustand Quantenteleportation .



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