Unsicherheitsprinzip und Licht aus entgegengesetzten Richtungen

Wir sind aufgrund der Unschärferelation nicht in der Lage, die genaue Position und den Impuls eines Teilchens zu messen. Wenn wir sowohl die Position als auch den Impuls eines Elektrons messen wollen, werden wir Licht mit einer Wellenlänge einstrahlen, die kleiner ist als die Größe des Elektrons, aber dabei werden wir den Impuls des Elektrons in einem sehr großen Ausmaß ändern, da die Photonen eine hohe Energie haben . Aber wenn wir Licht aus zwei entgegengesetzten Richtungen einstrahlen, können wir dann sowohl den Ort als auch den Impuls genau messen, zumindest theoretisch?

Sicher nein, aber ich kann nicht antworten, warum nicht.

Antworten (1)

Mit jeder einzelnen Messung, von jedem einzelnen Photon, das am Elektron gestreut wird, können Sie Ihre Ausrüstung so einrichten, dass sie entweder den Ort oder den Impuls misst, aber nicht beides.

Wenn Sie Position und Impuls nicht gleichzeitig mit einem einzelnen Photon messen können, können Sie es nicht gleichzeitig mit einer beliebigen Anzahl von Photonen messen, egal wie viele Photonen Sie verwenden oder aus wie vielen Richtungen Sie sie einstrahlen.

Außerdem wird die Wellenfunktion, die das Elektron beschreibt, bei jeder Messung gestört. Seine Form wird sich ändern (oder zumindest so aussehen, je nachdem, welche Interpretation der Quantenmechanik Sie glauben wollen).

Die Mathematik, die diese Form beschreibt, bedeutet, dass die Variation der möglichen Position umso größer ist, je kleiner die Variation des möglichen Impulses ist, der in der Form codiert ist.

Mathematisch gesehen ist die Form der Wellenfunktion, die sowohl im Impuls als auch in der Position die kleinstmögliche Variation aufweist, das Gaußsche Wellenpaket, über das Sie unter https://en.wikipedia.org/wiki/Wave_packet nachlesen können

Es ist diese Form, die die untere Grenze der Unsicherheit ergibt, die durch die berühmte Unschärferelation beschrieben wird.