Diskussion:Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon

Ich habe meine Erklärung für 'spukhafte Fernwirkungen' in meinem ArtikelBenutzer:Togo/RealitätUndBewußtsein vorgeschlagen! Togo 08:10, 6. Mai 2004 (CEST)

EPR-Effekt ---- Verbesserter Quark von angeblichem Spuk (by Jasper Riedel nach Lesen eines Scripts von Norbert Dragon)

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

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

Nun wird an den beiden paarweise erzeugten Teilchen, deren Gesamtspin 0 ist, unabhängig voneinander eine Messung durchgeführt (z. B. die Spinkomponente in z-Richtung). Nach den Regeln der Erhaltung des Gesamtpins ist festgelegt, dass die Teilchen einen sich einander zu 0 ergänzenden Spin haben, das war bereits mit der Erzeugung des Teilchenpaares determiniert, jedoch nicht welches der beiden Teilchen welchen Messwert aus der Messung liefert. Natürlich erkennt man beim Vergleich beider von vornherein zusammenhängender Messergebnisse eine Korrelation: Im Beispiel der Spins würden die Teilchen stets einen entgegengesetzten Spin haben, weil die Teilchen paarweise erzeugt wurden, z.B. durch Zerfall eines anderen Teilchens. Und das auch dann, wenn die beiden Messungen so weit voneinander entfernt und so kurz nacheinander folgen, dass SCHEINBAR eine Informationsübertragung von der einen Messung zur anderen womöglich sogar überlichtschnell erfolgen müsste (und daher nach der Relativitätstheorie ausgeschlossen ist). Diese Ansicht ist jedoch von vornherein unsinnig, weil es überhaupt niemals einer Informationsübertragung bedurfte, nachdem die Teilchen als Ganzes, durch paarweise Erzeugung, gemeinsam entstanden sind. Sie haben bei ihrer Entstehung aus einem gemeinsamen Elternteilchen einen jeweils entgegengesetzten Spin erhalten und nach der gemeinsamen Entstehung tauschen die Teilchen natürlich keine Information aus, wozu auch.

Einstein schloss aus diesem Experiment, dass die Teilchen vor der Trennung die nötige Information ausgetauscht hatten, was umständlich und falsch ist, denn die Teilchen wurden paarweise erzeugt und nicht erst später getrennt! Die beiden erzeugten Teilchen mußten den Gesamtspin des Teilchens "erben", bei dessen Zerfall sie entstanden sind. Da dieser Austausch von der Quantenmechanik natürlich nicht beschrieben wird, hielt er die Quantenmechanik für unvollständig. Es gebe verborgene Variablen, welche das Messresultat bereits bei der Trennung der Teilchen festlegen. Wenn es keine verborgenen Variablen gäbe, müssten die Teilchen durch spukhafte Fernwirkungen miteinander in Verbindung stehen, was Einstein für unsinnig hielt weil es eben unsinnig ist. Einstein hatte übersehen, daß die Teilchen zugleich paarweise erzeugt wurden. Einstein irrte also hier, indem er diese Voraussetzung der gleichzeitigen paarweisen Entstehung der beiden Teilchen nicht kannte oder nicht richtig würdigte.

Es ist natürlich nicht möglich, mit Hilfe des EPR-Effekts mit Überlichtgeschwindigkeit zu kommunizieren, wie von der Sensationspresse gern falsch zitiert wird: Die einzelne Messung ergibt – und zwar ganz unabhängig davon, ob das andere Teilchen bereits vermessen wurde – stets ein für sich genommen unvorhersagbares Ergebnis. Es ist lediglich sicher, daß - ganz egal welche Spinrichtung am zuerst vermessenen Teilchen gemessen werden wird - das andere Teilchen des Paares einen entgegengesetzten Spin haben wird. Und erst dann, wenn das wegen des Gesetzes der Spinerhaltung bereits bestens bekannte Ergebnis der Messung am anderen Teilchen – durch gewöhnliche Messung bzw. "unterlichtschnelle Kommunikation" oder wie auch immer – nachgeprüft worden ist, hat man die nunmehr konkrete Korrelation durch Experiment bewiesen oder kann den Effekt ausnutzen. Es ist vorher nicht genau bekannt, welchen Spin die Teilchen bei ihrer Erzeugung haben werden, wohl aber dass sich der Spin beider Teilchen zu 0 ergänzen wird. Die Teilchen können ja nicht weder einzeln, noch mit vorgegebener Spinorientierung erzeugt werden, es kann lediglich durch Filtern eine Spinrichtung aus dem Teilchenstrahl selektiert werden. Eine erste praktische Anwendung dieses Prinzips der Spinerhaltung beim Teilchenzerfall ist die Quantenkryptographie.

Dieser Absatz gehört nicht zum Thema EPR-Effekt, und bzw. sondern sollte einen eigenständigen Eintrag unter Bellsche Ungleichung(en) bekommen: Unabhängig von Einsteins Erklärung bzw. Schlußfolgerung konnte John Bell mit der Bellschen Ungleichung zeigen, dass Messungen innerhalb der Quantenmechanik nicht den gleichen Gesetzen wie in der klassischen Physik genügen. Nach der Quantenmechanik ist nämlich die Korrelation zwischen den Teilchen im Durchschnitt größer, als wie nach der klassiche Physik erwartet. Die Experimente (u. a. durch Alain Aspect) verletzen die Ungleichungen. Das heißt sie zeigen eine Korrelation, die größer ist, als dies klassisch denkbar wäre. Damit wurden die Vorhersagen der Quantenmechanik aufs Genaueste bestätigt. Nach dieser Entdeckung ist auch fraglich, inwiefern man einem Teilchen Eigenschaften zuschreiben kann, wenn es diese Eigenschaften erst beim Experiment erhält. Die Frage, was real ist, erscheint dadurch in einem völlig neuen Licht.

Siehe auch: GHZ-Zustand, Quantenteleportation.