A2 Einleitung

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A2

Korrelation
Einführung

Lektionen


Dieser Kurs beschreibt die Quantenmechanik von Mehrparteiensystemen, was bedeutet, dass wir an der Beschreibung von Vorgängen interessiert sind, die sich an getrennten Orten abspielen. Dies mag zunächst ungewöhnlich erscheinen, jedoch werden wir sehen, dass es in der Quantenmechanik fundamentale Prinzipien gibt, die sich erst in getrennten Systemen zeigen. Hierbei ist der Begriff der Trennung so zu verstehen, dass zwei Systeme dann getrennt sind, wenn keine Wirkung im ersten System Auswirkungen auf das Verhalten des zweiten Systems hat. Wir werden sehen, dass erst die Untersuchung solch lokaler Systeme ermöglicht, eine der Grundfragen der Quantenmechanik zu klären, nämlich die Frage, ob der statistische Charakter der Quantenmechanik auf Unkenntnis beruht oder eine grundlegende Eigenschaft der Physik ist.

Wir hatten im ersten Teil des Kurses bereits das Prinzip der Komplementarität von Messungen besprochen: In der Quantenmechanik gibt es Messungen, die nicht gleichzeitig durchführbar sind, ohne sich gegenseitig zu stören. Dieses Grundprinzip kann natürlich verschiedene Ursachen haben, wobei eine der Einfluss des Messgerätes wäre. Auch in der klassischen Physik übt jedes Messgerät einen Einfluss auf das zu messende System aus, jedoch ist der Einfluss hier meist vernachlässigbar. Nun könnte man denken, dass Quantenmechanik einfach eine Ergänzung der klassischen Physik wäre, die dann notwendig wird, wenn man so kleine Teilchen betrachtet, dass die Störung nicht mehr zu vernachlässigen ist. Diese Vorstellung wird sich als falsch herausstellen.

Um dies zu zeigen, werden wir das Theorem von Bell präsentieren, welches zu den bemerkenswertesten Theoremen in der Physik gehört. Das Bell'sche Theorem ist jedoch gar kein Theorem über Quantenmechanik, sondern über Theorien, die von der Form "klassische Physik + Sonderregeln" sind. Es besagt, dass keine solche Theorie dieselben Voraussagen für den Ausgang bestimmter Experimente macht, wie die Quantenmechanik. Das Bell'sche Theorem ermöglicht es so, die Aussagen der Quantenmechanik gegen die Aussagen anderer Theorien experimentell zu testen und es zeigt sich, dass die Vorhersagen der Quantenmechanik experimentell bestätigt werden.

Entsprechend werden wir einen Zugang zum Theorem wählen, der zunächst ohne Quantenmechanik auskommt: wir werden eine kleine Geschichte erzählen, welche die Fragestellung verdeutlichen soll, die durch das Theorem beantwortet wird. Wir werden danach die Situation in der Quantenmechanik und die Folgen des Bell'schen Theorems für die Interpretation beschreiben.