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Viele-Welten-Interpretation


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Die Viele-Welten-Interpretation ist eine Interpretation der Quantenmechanik die auf Hugh Everetts relative-state -Formulierung ("relativer-Zustand-Formulierung") beruht. Der Ausdruck "viele Welten" von Bryce DeWitt der mehr zum Thema Everetts originaler Arbeit schrieb. Diese spezielle Version so populär dass viele sie mit Everetts verwechseln.

Wie auch die anderen Interpretationen ist die Viele-Welten-Interpretation durch das spezielle Verhalten von motiviert das mit dem Doppelspaltexperiment illustriert werden kann: Wenn Photonen (Lichtteilchen) (oder auch irgendetwas anderes) durch Doppelspalt geschickt werden muss um bestimmen zu wo die Teilchen wahrscheinlich auftreffen werden eine durchgeführt werden die davon ausgeht dass das sich wie eine Welle verhält. Wenn die jedoch beobachtet werden dann als lokalisierte Teilchen als delokalisierte (ausgedehnte) Welle. Es sieht so als würde die Wellenfunktion zum Teilchenverhalten kollabieren.

Die Relativ-Zustands-Sicht argumentiert dass dieser anscheinende Kollaps eine Illusion ist. Die Interpretation geht von zwei aus:

  1. Die Wellenfunktion ist nicht nur einfach Beschreibung des Zustands eines Objektes sondern sie ist das Objekt. Diese Annahme teilt sie anderen Interpretationen.
  2. Beobachtung spielt keine spezielle Rolle anders z.B. in der Kopenhagener Interpretation .

In der Viele-Welten-Interpretation gilt die Schrödingergleichung immer und überall uneingeschränkt. Eine Beobachtung Messung eines Objekts durch einen Beobachter wird indem die Schrödingergleichung auf das Gesamtsystem aus Beobachter und Beobachtetem angewendet wird. Folge ist dass jede Beobachtung die Wellenfunktion bringt in mehrere nicht miteinander wechselwirkende "Zweige" "Welten" zu dekohärieren . Da ununterbrochen viele beobachtungsartige Prozesse passieren es eine enorme Menge gleichzeitig existierender Welten.

Betrachtet man ein System das aus oder mehr Teilsystemen aufgebaut ist so werden des Gesamtsystems in denen jedes Teilsystem in bestimmten Zustand ist durch die Produkte der dargestellt. Neben diesen Produktzuständen hat das Gesamtsystem noch weitere Zustände so genannte verschränkte Zustände die Superpositionen der Produktzustände sind und in denen Teilsysteme für sich keinen definierten Zustand besitzen. es viel mehr verschränkte Zustände als Produktzustände wird sich das Gesamtsystem typischerweise in einem verschränkten Zustand befinden. Jedoch selbst wenn das sich ursprünglich in einem Produktzustand befand wird Wechselwirkung zwischen den Teilsystemen unweigerlich dazu führen das System in einen verschränkten Zustand übergeht.

Da sich jedoch ein verschränkter Zustand Superposition von Produktzuständen verstehen lässt kann der eines Systems relativ zum anderen angegeben werden (z.B. bei Spin-1/2-Teilchen deren Spins sich zu Null addieren ist die der Einzelspins nicht festgelegt die relative Richtung beiden Spins jedoch schon - die beiden zeigen in die entgegengesetzte Richtung). Deshalb sprach auch von relativen Zuständen .

Da die Schrödingergleichung eine lineare Differentialgleichung ist ist die der einzelnen Summanden der Superposition unabhängig voneinander. bedeutet dass man die Zeitentwicklung eines verschränkten bestimmen kann indem man getrennt die Entwicklung einzelnen Produktzustände betrachtet. Der Gesamtzustand zu einem Zeitpunkt ergibt sich dann einfach wieder als Superposition der zeiteintwickelten Summanden. Wenn die verschiedenen verschiedene Realitätszweige (Welten) beschreiben so bedeutet dies die Zeitentwicklung eines Realitätszweiges nicht davon abhängt daneben ein anderer Realitätszweig existiert.

Mathematisch und physikalisch ist die Viele-Welten-Interpretation als die Kopenhagener Interpretation. Der Vorgang des oder Beobachtens hat keinen Sonderstatus und die des Amplitudenbetrags der Wellenfunktion als Wahrscheinlichkeit ist Folgerung der Theorie anstatt ein notwendiges Axiom. lehnen viele Physiker die Folgerung nicht beobachtbarer Universen auf der Basis von Ockhams Rasiermesser ab (beide Seiten argumentieren mit Ockhams wenden es aber an unterschiedlichen Stellen an). Physiker haben festgestellt dass die Unterstützung für Viele-Welten-Interpretation zunimmt vor allem deshalb weil sich ihr Voraussagen zum Prozess der Quanten-Dekohärenz in natürlichen Weise zu ergeben scheinen statt dass in ad-hoc-Manier hinzugefügt werden müssen.

Dennoch gibt es bis heute (Stand 2002 ) keine praktischen Experimente die zwischen der und der Viele-Welten-Interpretation entscheiden könnten und ohne ist die Wahl eine Frage des persönlichen Allerdings ist der Entwurf von Experimenten die verschiedenen Interpretationen der Quantenmechanik unterscheiden könnten ein Forschungsgebiet. So beruht z.B. ein Vorschlag darauf in einer Welt mit unendlich vielen alternativen diejenigen die kollabieren eine kürzere Zeit lang würden als diejenigen die expandieren und dass beobachtbare Unterschiede in bestimmten Wahrscheinlichkeiten zwischen der und der Kopenhagener Interpretation ergeben sollte.

Kontrovers diskutiert wird der Vorschlag eines aber lebensgefährlichen Experiments das zwischen der Viele-Welten-Interpretation anderen Interpretationen unterscheiden soll: Es handelt sich eine Quantenselbstmord-Maschine in der ein Physiker dem an der Sache liegt um sein Leben riskieren selbst die Rolle von Schrödingers Katze einnimmt.

Die Viele-Welten-Interpretation sollte nicht mit der (xxxxx wie heißt die auf deutsch?) verwechselt die postuliert dass sich nicht die ganze sondern nur das Bewusstsein des Beobachters spaltet.



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