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Beitrag von Michael Komma (Isolde Kurz Gymnasium Reutlingen),
erstellt am Sa, 12.11.2016 1:47 (Geändert: So, 26.08.2018 22:03)
Schlagwort: Physik | Klassenstufe: Alle
Theorie der Quantensprünge
Quantensprung, siehe
http://www.mikomma.de/schroe/quantumjumps.htm
"Das Ablassen von der Theorie der Quantensprünge, die mir persönlich von Jahr zu Jahr unannehmbarer erscheinen, hat nun freilich erhebliche Konsequenzen. Es bedeutet ja dies, dass man den Austausch der Energie in abgezirkelten Paketen nicht ernst nimmt, nicht wirklich an ihn glaubt, sondern [ihn] ersetzt durch die Resonanz zwischen Schwingungsfrequenzen. Nun haben wir aber doch gesehen, dass wir wegen der Identität von Masse und Energie die Korpuskel selbst als Plancksche Energiequanten ansehen müssen, und da erschrickt man zunächst. Denn der besagte Unglaube, das nicht mehr glauben wollen an den quantenhaften Energieaustausch, zieht es nach sich, dass wir auch die einzelne Partikel nicht mehr als ein wohlabgegrenztes Dauerwesen ansehen dürfen. Es gibt nun aber auch viele andere Gründe dafür, dass sie das in Wirklichkeit gar nicht ist. So einem Teilchen werden schon seit langem Eigenschaften zugeschrieben, die damit im Widerspruch stehen. Aus dem oben nur flüchtig erwähnten Bilde des Wellenpakets kann man sehr leicht die berühmte Heisenbergsche Unschärferelation ableiten, nach welcher ein Teilchen nicht gleichzeitig an einem ganz bestimmten Ort sein und eine scharf bestimmte Geschwindigkeit haben kann. Wenn dem aber so ist, selbst wenn die Unschärfe gering wäre - und sie ist es gar nicht -, dann zieht das nach sich, dass man niemals mit apodiktischer Gewissheit zweimal dasselbe Teilchen beobachtet. Ein anderer sehr stichhaltiger Grund, der Einzelpartikel die identifizierbare Daselbigkeit abzusprechen, liegt im Folgenden: Wenn wir [es] ja [in] theoretischen Überlegung[en] mit zwei oder mehr Teilchen derselben Art zu tun haben, beispielsweise mit den zwei Elektronen eines Heliumatoms, dann müssen wir die Individualität dieser zwei gleichen Teilchen verwischen. Wenn wir das nicht tun, so werden die Resultate, die wir aus der Theorie ableiten einfach falsch, sie stimmen nicht mit der Erfahrung [überein]. Wir müssen zwei Situationen, die sich durch Rollentausch der zwei Elektronen im Heliumatom unterscheiden, nicht etwa bloß als gleich ansehen - das wäre selbstverständlich - sondern wir müssen sie als eine und dieselbe zählen. Das macht den Unterschied aus. Zählt man sie als zwei gleiche, dann kommt Unsinn heraus, d.h., etwas, was nicht mit der Erfahrung in Einklang ist. Dieser Umstand wiegt außerordentlich schwer, weil er für jede Art von Partikel in beliebiger Anzahl ohne jede Ausnahme gilt, und weil er allem, was in der alten Atomtheorie darüber gedacht wurde, stracks zuwiderläuft. Dass die Einzelpartikel kein wohlabgegrenztes Dauerwesen von feststellbarer Identität oder Daselbigkeit ist, und die eben angeführten Gründe dafür, wird heute glaube ich von den meisten Theoretikern zugegeben. Trotzdem spielt in ihren Vorstellungen, Überlegungen, Gesprächen und Schriften das Einzelteilchen immer noch eine Rolle, der ich nicht beipflichten kann. Noch viel tiefer verwurzelt ist die Vorstellung von den sprunghaften Übergängen - den ?Quantensprüngen? - wenigstens nach den Worten und Redewendungen, die sich stehend eingebürgert haben. Allerdings in einer sehr verklausulierten Fachsprache, deren gutbürgerlicher Sinn oft sehr schwer zu erfassen ist. Beispielsweise gehört zum ständigen Vokabular die sogenannte Übergangswahrscheinlichkeit oder ?Sprungwahrscheinlichkeit?. Man kann aber doch von der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses nur dann reden, wenn man denkt, dass es auch zuweilen wirklich eintritt. Und in diesem Falle hier, da man von Zwischenzuständen bei diesen Überlegungen dann nichts wissen will, so muss der Übergang wohl ein plötzlicher sein. Denn er könnte, wenn er Zeit gebrauchte, durch eine unvorhergesehene Störung in der Hälfte unterbrochen werden, und dann wüsste man überhaupt gar nicht, woran man ist. Die angeblich scharfe und fundamentale Begriffsbildung bekäme ein Loch. In dieser Begriffsbildung spielt überhaupt die Wahrscheinlichkeit eine alles beherrschende Rolle. Es soll das schwer empfundene Dilemma ?Welle-Korpuskel? sich so auflösen, dass aus dem Wellenfeld lediglich die Wahrscheinlichkeit zu errechnen sei, ein
e Korpuskel von bestimmten Eigenschaften an einer bestimmten Stelle anzutreffen - wenn man dort nach einer solchen sucht. Dieser Ausdeutung mag der Befund mit besonderen sinnreich ausgedachten Versuchsanordnungen an sehr hochfrequenten Wellen, d.h., an sehr schnellen Korpuskeln, ganz angemessen sein - ich meine eben denjenigen, die ich früher als Beobachtungen an Einzelteilchen bezeichnet habe. Ganz bestimmt kommt in den Strichspuren, die man Teilchenbahnen nennt, ein longitudinaler Wirkungszusammenhang zu Tage. Aber ein solcher ist ja bei der Ausbreitung einer Wellenfront durchaus zu erwarten. Ich halte es durchaus für möglich, ihn schließlich wirklich mit der Wellenvorstellung in Einklang zu bringen, und halte diese Aussicht für größer als umgekehrt den transversalen Wirkungszusammenhang wie er in der Interferenz und Beugung zu Tage tritt, aus dem Zusammenwirken diskreter Einzelteilchen zu verstehen, wenn man den Wellen die Realität abspricht, und ihnen bloß eine Wahrscheinlichkeitsrolle, eine informative Rolle zuspricht."
© Mit bestem Dank an Frau Ruth Braunizer |
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