Ursache und Wirkung, laut Wikipedia
ist eine Beziehung zwischen einem Ereignis (Ursache) und einem zweiten Ereignis (Wirkung), wobei davon ausgegangen wird, dass das erste Ereignis für das zweite Ereignis verantwortlich ist.
Damit diese Beziehung bestehen bleibt, muss das erste Ereignis vor dem zweiten Ereignis liegen.
Kausalität ist ein Grundpfeiler der zeitgenössischen Philosophie. Für uns ist das eine Selbstverständlichkeit; natürlich hat das, was jetzt passiert, Auswirkungen auf die Zukunft, aber nicht umgekehrt!
In Experimenten mit verzögert ausgewählter Quantenlöschung wurde jedoch
Wenn sich ein Photon so verhält, als ob es auf einem einzigen Weg zu einem Detektor gelangt wäre, dann wird der „gesunde Menschenverstand“ (Wheeler und andere) dies in Frage stellen ) sagte, dass es als Teilchen in das Doppelspaltgerät gelangt sein muss. Wenn sich ein Photon so verhält, als käme es auf zwei nicht unterscheidbaren Wegen, dann muss es als Welle in das Doppelspaltgerät eingetreten sein. Wenn der Versuchsaufbau geändert wird, während das Photon im Flug ist, sollte das Photon seine anfängliche „Entscheidung“ ändern, ob es eine Welle oder ein Teilchen ist. Wheeler weist darauf hin, dasswenn diese Annahmen auf Geräte interstellarer Größe angewendet werden die letzten verbleibenden Informationen darüber, wie Photonen beobachtet werdenauf der Erde ist Eine Entscheidungin einem Moment getroffen kannEntscheidungen ändern, die vor Millionen oder sogar Milliarden von Jahren getroffen wurden.
Mit anderen Worten: Was jetzt passiert, wird durch das bestimmt, was in der Zukunft passiert, was direkt unseren bekannten Prinzipien von Ursache und Wirkung widerspricht! Ein Prinzip, das im tautologischen Sinne fast wahr war, trifft heute nicht immer zu.
Quantenlöschung mit verzögerter SelektionIst es eine Widerlegung des Kausalitätsprinzips? Wie versteht und integriert die zeitgenössische Philosophie diese neueste wissenschaftliche Entdeckung?
Eines der Grundprinzipien der Quantenmechanik ist das Superpositionsprinzip. Seine einfachste Anwendung ist: Wenn es zwei Pfade gibt, die sich von Zustand A zu Zustand B bewegen, dann entwickelt sich die Übergangsfunktion (Psi-Funktion) als Summe der beiden separaten Übergangsfunktionen zum Endzustand.
Ein Double-Split-Experiment hat zwei verschiedene Pfade von A nach B. Daher müssen zwei Konvertierungsfunktionen berücksichtigt werden. Das Experiment kann mit einzelnen Photonen durchgeführt werden, die nacheinander per Doppelaufspaltung gesendet werden. Läuft das Experiment störungsfrei ab, sind die beiden Übergangsfunktionen des Photons kohärent und interferieren. Im Versuchsaufbau wird die Doppelaufspaltung durch einen Strahlteiler ersetzt, der einen linken und einen rechten Strahl erzeugt.
Theoretische Vorschläge, Versuchsaufbau und Interpretation der Ergebnisse für Quantenlöscher mit verzögerter Auswahl finden Sie unter
- Brian Greene: Die Struktur des Universums. Jahr 2004. 101ff
- Akharonov, Yakir; Zubairy, Suhail: Zeit und Quantum: Die Vergangenheit löschen und die Zukunft beeinflussen. Wissenschaft, Bd. 307, 2005, S. 875-879
Scully und Drühl schlugen 1982 eine Methode vor, Photonen nach dem Verlassen des Strahlteilers unterschiedlich zu kennzeichnen. Tags fügen jeder Transformationsfunktion unterschiedliche Pfadinformationen hinzu. Wie erwartet unterbricht diese Markierung die Konsistenz. Die Ergebnisse zeigten keine Interferenzen.
Zweitens schlugen sie einen Quantenlöscher vor, der die Markierung entfernen könnte, bevor das Photon endgültig erkannt wird. Wie erwartet interferieren die beiden Transformationsfunktionen mit gelöschten Pfadinformationen.
Im dritten Schritt schlugen Sculley und Druel einen Quantenlöscher mit verzögerter Auswahl vor. Hinter dem Strahlteiler wird jedes Photon in ein Paar verschränkter Photonen halber Frequenz herunterkonvertiert. Eines der Photonen im Paar wird als Signalphoton und das andere als Leerphoton bezeichnet. Ruhende Photonen werden mit Informationen darüber markiert, welchen Weg sie genommen haben.
Die Übergangsfunktion des Signalphotons wird nun wie zuvor behandelt. Allerdings trägt jedes ruhende Photon Informationen darüber, welchen Weg es und sein Signalpartner genommen haben, und kann entweder einzeln beobachtet oder gelesen werden. Oder welche Pfadinformationen sie übereinstimmen und verlieren.
Die überraschenden Ergebnisse des Experiments traten auf, als der Weg des Signalphotons um einen großen Abstand (z. B. 10 Lichtjahre) vom Weg des Ruhephotons entfernt war. Angenommen, das Signalphoton beendet heute seinen Weg. Es wird beobachtet, dass Signalphotonen nicht interferieren, da ihre Pfadinformationen noch vorhanden sind, d. h. in der Übergangsfunktion ihres inaktiven Partners enthalten sind.
Nach 10 Jahren beenden auch die ruhenden Photonen ihre längeren Wege. Sie werden entweder nach dem Matching oder bei der Trennung erkannt. Jetzt kann man diejenigen Signalphotonen heraussuchen, deren freie Partner übereinstimmen, und so ihre Pfadinformationen löschen. Die Teilmenge der entsprechenden Signalphotonen liefert das Interferenzmuster.
Green kam zu folgendem Schluss:
Ich betone noch einmal, dass zukünftige Messungen nichts daran ändern werden, was im heutigen Experiment geschieht; zukünftige Messungen werden in keiner Weise die Daten ändern, die Sie heute sammeln.
Die Antwort auf Ihre ursprüngliche Frage lautet also: Die verzögerte Auswahl eines Quantenlöschers ist keine Widerlegung des Kausalitätsprinzips. Zukünftige Ereignisse verändern vergangene Ereignisse nicht.
Green fuhr fort:
Aber zukünftige Messungenbeeinflussendie Arten von Details, die Sie bei der Beschreibung dessen, was heute passiert ist, zitieren können. Sie können den Pfadverlauf eines bestimmten Signalphotons erst dann wirklich erkennen, wenn Sie eine Leerlaufphotonenmessung haben. Sobald die Ergebnisse vorliegen, kommen Sie jedoch zu dem Schluss, dass das Signalphoton, dessen inaktiver Partner erfolgreich zur Bestimmung der Pfadinformationen verwendet wurde, als Nach links gehen oder beschrieben werden kann direkt nach ein paar Jahren. Sie kommen auch zu dem Schluss, dass die Pfadinformationen des Signalphotons des inaktiven Partners gelöscht wurden und nichtso beschrieben werden kann, als hätte es sich – vor ein paar Jahren – auf etwas Eins zubewegt So oder so ging es […]. Wir sehen also, dass die Zukunft dazu beiträgt, die Geschichten zu formen, die Sie über die Vergangenheit erzählen.