Vorlesungsskript Physik IV - Walther Meißner Institut - Bayerische ...

20 R. GROSS Kapitel 1: Einführung in die Quantenphysik(a)ZählerN 1= N/2D 1D 2ZählerN 2= N/2N(b)SZählerN 1= ND 1D 2ZählerN 2= 0N S 2S 1Abbildung 1.6: Die Rolle des Strahlteilers mit (a) und ohne (b) Interferenz.Für makroskopische Teilchen können Interferenzerscheinungen nicht beobachtet werden. Dies liegt aberan deren extrem kleiner de Broglie Wellenlänge und nicht an einer prinzipiellen physikalischen Ursache.Die Rolle des MessprozessesBei der quantenmechanischen Beschreibung der Messung von Ort und Impuls beeinflusst der Messprozessden Zustand des zu messenden Systems.Bedeutung der Quantenphysik für das NaturverständnisDie Quantenphysik kann viele experimentelle Tatsachen (Stabilität der Atome, Beugung von Elektronen,Photoeffekt, Schwarzkörperstrahlung) befriedigend beantworten. In ihrer Erweiterung zur Quantenelektrodynamikbefinden sich ihre Aussagen in völliger Übereinstimmung mit allen bisherigen experimentellenErgebnissen.Die Wahrscheinlichkeitsinterpretation und die Unschärferelation in der Quantenphysik haben bedeutsamephilosophische Konsequenzen. Das zukünftige Verhalten eines Mikroteilchens ist nicht völlig durchseine Vergangenheit bestimmt, wie dies ja in der klassischen Mechanik der Fall ist. Erstens kann derAnfangszustand nicht exakt bestimmt werden und zweitens hat auch der Endzustand eine Wahrscheinlichkeitsverteilungum den von der klassischen Physik vorausgesagten Wert.Ein wichtiger Aspekt betrifft auch die Rolle des Experimentators bei einem Messprozess. Durch dieMessung einer Größe beeinflusst der Experimentator immer die zu dieser Größe komplementäre Größe.Durch die Messung wird also der Zustand des Systems geändert. Dadurch kann das untersuchte Systemnicht mehr getrennt vom Experimentator betrachtet werden. Dies führt, wie durch folgendes Beispielgezeigt, zu erstaunlichen Ergebnissen:c○Walther-Meißner-Institut