Beobachtung einer Verletzung der Unschärferelation?

1. Nein, das Unschärfeprinzip ist nicht falsch. Das PRL-Papier legt nicht nahe, dass das ursprüngliche Unsicherheitsprinzip bezüglich Positions- und Impulsunsicherheiten versagt. Es stellt „nur“ eine modifizierte Interpretation des Prinzips in Frage, die besagt, dass die Dynamik zumindest dadurch gestört wird$\hbar / 2 \Delta x$für eine gegebene Genauigkeit der Positionsmessung$\Delta x$. Selbst diese Aussage ist aufgrund einiger (absichtlich?) irreführender Terminologie hochgradig belastet, wie die folgenden Absätze verdeutlichen.

2. 1988 entwarfen Aharonov, Albert und Vaidman (AVV) eine clevere Technik, um den Erwartungswert einer Observablen in einem Zustand als Durchschnitt von "schwachen Werten" zu messen, die in einigen erfundenen zeitabhängigen Messverfahren erhalten wurden. Die Einzelmessungen stören den Zustand des Teilchens weniger als exakte Messungen, aber es reicht immer noch, um den exakten Erwartungswert zu erhalten. Problematisch ist allerdings, ob die einzelnen Terme, die „schwachen Werte“, als „verallgemeinerte Werte“, also als Eigenschaften des gemessenen Systems zu interpretieren sind. Stephen Parrott gab die klarsten Erklärungendass dies nicht der Fall ist: Die einzelnen schwachen Werte sind nur Hilfswerte, die etwas über die Kombination (gemessenes System, Messapparatur, Details des Messalgorithmus) aussagen, können also nicht nur als Eigenschaften des gemessenen Systems interpretiert werden und folglich müssen Heisenbergsche Prinzipien in irgendeiner Form für diese Größen nicht gelten.

3. Aus diesem Experiment, das die „schwachen Messungen“ der AAV auf einfache Weise auf Photonen verallgemeinert, lernen wir, dass die „schwachen Werte“ tatsächlich einige grundlegende Eigenschaften tatsächlicher Werte nicht besitzen. AAV zeigte bereits in ihrem sehr bahnbrechenden Papier, dass der schwache Wert von$j_z$kann sogar für ein Spin-1/2-System 100 sein – diese Behauptung war der eigentliche Titel ihrer Arbeit – was für die echten (Eigen-)Werte unmöglich ist. Dieses Experiment zeigt, dass, wenn „Werte“ durch den (völlig anderen) Ausdruck „schwache Werte“ in einer Version des Heisenbergschen Prinzips ersetzt werden, das Prinzip nicht gilt. Das sollte für jeden gut informierten Menschen nicht verwundern. Natürlich gibt es keine Beweise dafür, dass mit der Quantenmechanik oder Heisenbergs ursprünglicher Unschärferelation etwas nicht stimmt, was streng bewiesen werden kann. Es wird nur versucht, eine informellere Behauptung von Heisenberg in Frage zu stellen, die eine „notwendige Störung“ durch eine Messung betrifft. Ob es aber tatsächlich gelingt, diese Aussage Heisenbergs in Zweifel zu ziehen, hängt davon ab, ob man bereit ist, „schwache Werte“ einzuordnen oder nicht. als "sorta Werte". Ich denke, man sollte es definitiv nicht tun, also bringt das Papier nur Chaos und tiefe Missverständnisse zu den Lesern der Mainstream-Medien, denen gesagt wird, dass die Quantenmechanik zweifelhaft ist. Es ist sicherlich nicht.

Sehen

http://motls.blogspot.com/2012/09/pseudoscience-hiding-behind-weak.html?m=1

für einige zusätzliche Diskussionen und einige Formeln.

Ich werde argumentieren, dass das in der Veröffentlichung vorgestellte Experiment [ 1 , 2 ] tatsächlich die Quantenmechanik unterstützt . Dies mag in dem Papier nicht ganz explizit sein, aber es spricht auch nichts gegen die Standardansicht der Quantenmechanik darin.

Heisenberg formulierte sein Prinzip ursprünglich in Form einer Mess-Störungs-Beziehung ( MDR ). So hat er es damals verstanden. Die theoretisch bewiesene Unschärferelation, entweder im Zusammenhang mit der Wellenmechanik oder aus der Nichtkommutativität der Operatoren , ist richtig, und ihre Richtigkeit wird von der Arbeit anerkannt. Dies wird als Heisenbergsche Unschärferelation ( HUP ) bezeichnet und unterscheidet sich stark von der MDR .

Das Papier bezieht sich auf frühere theoretische Arbeiten, die die MDR widerlegen , und präsentiert experimentelle Beweise, die angeblich die Verletzung der MDR bestätigen .

Warum behaupte ich, dass die Verletzung der MDR die Quantenmechanik unterstützt? Denn wenn die MDR richtig wäre, würde sie ausreichen, um die Quantenunsicherheit zu erklären. Denken Sie daran, dass sogar Heisenberg ursprünglich dachte, dass die Unsicherheit auf Störungen zurückzuführen ist, die durch Messungen verursacht werden. Wenn sich die Zustände aufgrund der Messstörung so verhalten würden, wie sie sind, dann könnten wir sie als klassisch betrachten und die Bohrsche Wahrscheinlichkeitsregel extrahieren, wenn wir Wahrscheinlichkeiten in der statistischen Mechanik berechnen. Aber wir wissen, dass das nicht stimmt. Quantenzustände weisen Eigenschaften auf, die durch klassische Mechanismen nicht erklärt werden können. Unter diesen spielt HUP zusammen mit Verschränkung eine wichtige Rolle. Der Service dieses Papiers besteht darin, dass es die falsche Version der Unschärferelation zeigtverletzt werden kann. Die Autoren scheinen mir die HUP zu unterstützen :

Diese beiden Lesarten der Unschärferelation werden typischerweise nebeneinander gelehrt, obwohl nur die moderne [ HUP ] streng bewiesen wird.

Und

Unsere Arbeit zeigt schlüssig, dass die Form der Heisenbergschen Genauigkeitsgrenze, obwohl sie für Unsicherheiten in Zuständen [ HUP ] korrekt ist, falsch ist, wenn sie naiv auf die Messung angewendet wird [ MDR ].

Verletzung der Heisenbergschen Mess-Stör-Beziehung durch schwache Messungen

arXiv-Link zum Artikel

PS Meine Antwort steht im Widerspruch zu der im BBC-Artikel Heisenberg gegebenen Interpretation der Unschärferelation, die in einem neuen Test betont wird . Der BBC-Artikel ist irreführend, weil er MDR und HUP verwechselt .

Es mag für frühere und gegenwärtige Anhänger des Heisenbergschen Unbestimmtheitsprinzips (HUP) überraschend sein, aber die jüngsten mathematischen Fortschritte bedeuten, dass wir die Ungewissheit auch von einem theoretischen Standpunkt aus betrachten können. Die Quantentheorie hängt von HUP ab und ist unvollständig, wie Einstein in den 1930er Jahren dachte. Siehe Buch Self-Field Theory, eine neue mathematische Beschreibung der Physik, von AHJ Fleming, erschienen bei Pan-Stanford Press 2012; Analytische Lösungen für die Bewegungen des Elektrons und des Protons im Inneren des Wasserstoffatoms wurden gefunden, wodurch die Notwendigkeit der numerischen und probabilistischen Quantentheorie umgangen wurde. Grundlage dieser neuen Formulierung sind die magnetischen Ströme von Teilchen und nicht nur die elektrischen Felder wie in der Quantentheorie. In dieser Formulierung ist das Photon zusammengesetzt und wasserstoffartig.

Es ist allgemein bekannt, dass die Ungleichungsbeziehung von HUP für jedes Quantensystem im Allgemeinen gilt. Die Gleichungen für die Orbital- und Zyklotronbewegungen jedes Elektrons in der Selbstfeldtheorie (SFT) sind als zwei Gleichheitsgleichungen angegeben. Abgesehen von der Größer-als-Beziehung im Vergleich zur exakten Beziehung sind die 3 Gleichungen identisch. Während es in HUP eine ungenaue Beziehung gibt, gibt es in SFT zwei Gleichheitsbeziehungen. Die SFT vervollständigt damit die Bohr-Theorie, die keine magnetische Wirkung auf das Elektron beinhaltete.

Im Lichte dieser Mathematik kann HUP als theoretischer Fehler angesehen werden; in der Praxis erscheint es als numerischer Fehler in Computerberechnungen.

Lassen Sie mich hinzufügen, dass HUP immer eine gute technische Annäherung sein wird, die domänenübergreifend vom Photon bis zum Universum verwendet werden kann, so wie das Newtonsche Gravitationsgesetz noch heute von denjenigen verwendet wird, die in der Gravitationsforschung tätig sind.

Lassen Sie mich weiter hinzufügen, dass die magnetischen Momente, die an dieser neuen Mathematik (SFT) im terrestrischen Bereich beteiligt sind, uns viel mehr quantitative Informationen darüber geben können, wie sich techtonische Platten, Erdbeben und Tsunamis im Laufe der Zeit entwickeln.

Aber es gibt noch andere Vorteile wie „saubere“ Chemie, die darauf warten, untersucht zu werden.

Toni Fleming