Die Quantenmechanik ist ja immer für scheinbar verrückte und der Intuition widersprechende Tricks gut. Einer der neuesten (naja, so neu auch nicht, das paper ist vom letzten August, Dank übrigens an Alderamin) besteht darin, ein Objekt zu fotografieren, ohne das Licht, das auf das Objekt fällt, überhaupt zu messen.

Das klingt natürlich völlig absurd – klappt aber trotzdem. Hier erst mal die stichwortartige Kurzerklärung: Der Trick beruht darauf, dass man das Licht (oder genauer gesagt, das Photon), das auf das Objekt fällt, mit einem anderen Photon verschränkt. (Verschränkung ist der quantenmechanische Kniff, bei dem man dafür sorgt, dass Veränderungen an einem Objekt sich an einem anderen zumindest indirekt bemerkbar machen. Ausführlich erklärt im dritten Teil meiner “Quantenmechanik-Verstehen-Serie”, eine kurze Erklärung findet ihr auch in diesem Text über Vögel, die den Trick auch drauf haben.) Je nachdem, ob das erste Photon mit dem Objekt wechselwirkt oder nicht, ändert sich der gemeinsame Zustand, und das kann man dann mit Hilfe des zweiten Photons herausbekommen. Man lässt also ein Photon mit dem Objekt wechselwirken, misst aber hinterher ein anderes. Nett dabei ist, dass die beiden Photonen unterschiedliche Wellenlängen haben können – prinzipiell kann man auf diese Weise ein Objekt mit Photonen fotografieren, für die man gar keinen Detektor hat, der diese Photonen messen kann.

So, das war die Kurzfassung, sozusagen die “Wie erkläre ich es in einer Minute auf einer Party”-Version. Aber wenn ihr glaubt, dass der Artikel jetzt damit zu Ende ist, dann kennt ihr meinen Blog nicht. Um zu erklären, wie das ganze genau funktioniert, hole ich etwas aus. (Ich habe selbst auch eine Weile und etwas Nachhilfe vom physicsforum gebraucht, weil in der Nature-Fassung des Papers leider ein entscheidender Satz der Kürzung zum Opfer viel und ich erst mal in eine völlig falsche Richtung gedacht habe.) Wie üblich beschränke ich mich auf die Prinzipien – der technische Umsetzungskrams ist nix für mich.

Um das Prinzip zu verstehen, schauen wir erst mal ein inzwischen schon fast “klassisches” Experiment an, den quantenmechanischen (ab jetzt wie üblich qm abgekürzt) Bombentester:

Elizur-Vaidman - Experimental Setup - default.png
Elizur-Vaidman – Experimental Setup – default“. Lizenziert unter Gemeinfrei über Wikimedia Commons.

Dieses schicke Gerät funktioniert so: Links unten wird ein Photon erzeugt, das dann auf einen halbdurchlässigen Spiegel trifft. (Das bedeutet, dass das Photon mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% durch den Spiegel nach rechts durchgeht und mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% nach oben im Bild reflektiert wird.)  Das Photon kann jetzt also entweder erst nach rechts und dann nach oben laufen oder erst nach oben und dann nach rechts. (Die Spiegel an den Ecken links oben und rechts unten sind ganz normale Spiegel, die das Photon einfach reflektieren.) Oben rechts ist dann wieder ein halbdurchlässiger Spiegel, so dass das Licht entweder durchgeht oder reflektiert wird.

Stellt man sich das Photon als ein gewöhnliches Teilchen in der klassischen Physik vor, dann gibt es vier Möglichkeiten, je nachdem, was an den beiden halbdurchlässigen Spiegeln passiert: Durchgelassen-durchgelassen, dann landet das Photon im oberen Detektor (das orangene Dings), durchgelassen-reflektiert, so dass das Photon im Detektor rechts landet, oder reflektiert-durchgelassen-Reflektor rechts oder reflektiert-reflektiert – Detektor Oben. Bei einem klassischen Teilchen würden wir also erwarten, dass wir die Hälfte der Teilchen rechts und die Hälfte oben wiederfinden.

Als nächstes betrachten wir das Licht als elektromagnetische Welle – dann wird die Welle an jedem halbdurchlässigen Spiegel in zwei Teilwellen aufgespalten, und am Ende interferieren die beiden Wellen miteinander. Dabei wird der Teil, der im Bild nach oben geht, ausgelöscht, weil die beiden Wellen auf diesem Weg unterschiedlich oft reflektiert werden und die Lichtwelle beim reflektieren ein wenig verschoben wird – das ist die destruktive Interferenz, bei der sich zwei Wellen so überlagern, dass sie sich auslöschen können. Licht landet deshalb nur im Detektor rechts. (Die genaue Abzählerei der Phasenverschiebungen können wir uns hier sparen, es geht nur ums Prinzip.)

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Kommentare (70)

  1. #1 rolak
    16. Januar 2015

    Bilder machen ohne wirklich hinzugucken

    Zen and the art of photographing?

    Das rote Photon (im Bild gelb)

    begnadet.

  2. #2 MartinB
    16. Januar 2015

    @rolak
    Ja, das mit den Farben ist echt Mist.

  3. #3 rolak
    16. Januar 2015

    Ah was, MartinB, das hält wach.. Und so richtig original ist ja eh nicht drin, infrarot kommt einfach zu schwach im Druck.
    Ulkigerweise kam ich heute schon bei einem irgendwie ähnlich anmutendem Text vorbei.

    btw: Wahrscheinlich aufgrund des Snacks fiel noch ein typo auf: “Licht in Sulizium”

  4. #4 Zhar
    17. Januar 2015

    cool!
    “ich sehe was, was ich nicht seh!”

    die unterschiedlichen Wellenlängen sind sicher sehr nützlich um materie zu durchleuchten, aber ist esnicht auch einfach möglich das ganze ‘sehen’ herkömmlich zu machen und das Licht schlicht vor dem Sensor in andere frequenzbereiche zu schieben? Also warum nicht einfach den NL-Kristall direkt vor dem Sensor und gut ist?

  5. #5 Krypto
    17. Januar 2015

    Danke, Martin, ein super Artikel!
    Und wie immer sehr kurzweilig und humorvoll serviert 🙂

  6. #6 Chris
    Keller
    17. Januar 2015

    Moin,

    die Photonen, die mit dem Objekt wechselwirken (oder auch nicht) werden nämlich gleich weggeworfen und gar nicht betrachtet.

    Diese indirekte Betrachtung macht man bei den Halbleitern und THz- Strahlung ja eigentlich dauernd, zumindest wenn man zeitlich kurze Ergebnisse ansehen möchte.

    Ich bin auch gerade etwas verwirrt, aber vielleicht liegt das nur an der Begrifflichkeit. Also Strahl d geht durch das Objekt und manipuliert die Eigenschaften von NL2 und dessen manipulierte Eigenschaften drehen dann an Strahl b rum, beziehungsweise verändern die Anteile in Idler und Signalstrahl. Richtig?

    Das ist ein “nicht-linearer Kristall” – ein spezielles Material in der Optik, das eine sehr interessante Eigenschaft hat: Es macht aus einem Photon zwei. Wie das funktioniert, wäre vermutlich einen eigenen Blog-Eintrag wert (dazu müsste ich es aber selbst erst mal ganz genau verstehen…).

    Nichtlineare Optik ist schon interessant. 😉
    Vor allem kommt ein (nein zwei) entsprechender Kristall wahrscheinlich schon in der Lichtquelle vor, ich gehe gerade davon aus das ein frequenzverdoppelter Nd:YAG Laser genutzt wird.
    Zwei Kristalle weil der Nd:YAG selbst schon ein nichtlinearer Kristall ist und das Licht aus dem Nd:YAG dann in den Frequenzverdoppelungskristall geht.

    Viele grüne Laserpointer arbeiten so.
    Nicht reingucken, bei manchen wird der infrarote Pumpstrahl nicht korrekt geblockt und der hat gerne 20-40mW, das war diezumindest die Region aus unserer ebay Stichprobe von 5-6 China Laserpointern. Da guckt man dann nur einmal mal rein, also nein zwei mal, einmal mit dem linken Auge und einmal mit dem rechten.

    @Zhar
    So einfach ist das leider nicht weil du für ein Bild dann ganz viele Strahlengänge bräuchtest, pro Detektorpixel eigentlich einen.
    Solche Bilder entstehen indem man die Probe durch den feststehenden Strahl zieht und bei jedem Punkt eine Messung macht.
    Dauert halt etwas, was gerne verschwiegen wird ist was man für einen Aufwand hat beim Einstellen dieser Aufbauten, da gehen bis zu “perfekten” (also der besten Messung in der vorhandenen Zeit 😀 ) Ergebnissen einige Tage nur mit Einstellen ins Land.

  7. #7 MartinB
    17. Januar 2015

    @Zhar
    “Also warum nicht einfach den NL-Kristall direkt vor dem Sensor und gut ist?”
    Gute Frage – prinzipiell sollte das gehen. Da die NL-Kristalle aber immer eine niedrige Effizienz haben, müsste man dann sehr viel Licht auf das Objekt leiten, es gibt sicher Anwendungen, wo das nicht gewollt ist.

    @Chris
    “dessen manipulierte Eigenschaften drehen dann an Strahl b rum”
    Nein, an c – d ist mit c vrschränkt.

    Der Laser ist frequenzverdoppelt, aber auf Saphirbasis (ich gebe aber zu, dass ich von den Feinheiten der Laser-Technologie wenig verstehe):
    “frequency-doubled diode-pumped solid-state laser (Coherent Sapphire SF) ”

    “, bei manchen wird der infrarote Pumpstrahl nicht korrekt geblockt und der hat gerne 20-40mW”
    Wow, das ist ja finster und gruselig.

  8. #8 EnnoA
    Hamburg
    24. Januar 2015

    Das Experiment ist sehr schön erklärt und ich glaube, ich habe es im Wesentlichen verstanden. Einen Punkt würde ich noch stärker herausarbeiten, und zwar die Bedeutung des idler-Photons.
    In anderen Berichten habe ich gelesen, es würde “verworfen”.

    Ich verstehe die Sache aber so: Das idler-Photon ist essentiell für die Bildgebung. Wenn sich kein Objekt O im Strahlengang befindet, enthält das idler-Photon keinerlei Information darüber, ob das grüne Photon den oberen Weg a oder den unteren Weg b eingeschlagen hat. Deshalb bleibt das System verschränkt.
    Befindet sich ein Objekt O im Strahlengang, enthält das idler-Photon aber diese Information. Das idler-Photon wird zwar durch keinen Detektor gemessen, aber die Information wird an die Umgebung abgegeben. Dies führt zur Dekohärenz des Systems und die Verschränkung verschwindet.
    Das Bild ist also aus Pixeln zusammengesetzt, wobei jedes Pixel anzeigt, ob das System bei der Messung verschränkt oder nicht-verschränkt war. Das Bild der Katze ist also gerade kein reines Interferenzbild wie beim Doppelspalt, sondern eine Art Mischbild.

  9. #9 Alderamin
    24. Januar 2015

    @MartinB

    Huch, wieso sehe ich den Artikel jetzt erst? Kommt davon, wenn man nur auf den Kommentarfeed schaut…

    Super, danke, dass Du das Thema aufgegriffen hast! Interessant ist, dass man mit verschränkten Photonen offensichtlich doch in der Lage ist, Information zwischen zwei Orten auszutauschen, bisher hatte ich immer gedacht, das ginge nicht.

    Ganz 100%ig klar ist mir das Experiment noch nicht, die Grundidee mit der “welcher Weg”-Information zwar schon, aber was genau passiert mit den verschränkten gelben Photonen, je nachdem, ob die roten in O absorbiert werden oder nicht? Beim Bombendetektor ist es klar, weil die destruktiv interferierende Welle gelöscht wird, aber hier nicht, weil die interferierenden gelben Strahlen ja eigentlich gar nicht verändert werden. Außer über die Verschänkung. Aber welche Eigenschaft der Photonen ist hier genau verschränkt, die darüber entscheidet, welchen Weg ein Photon in BS2 nimmt?

    Falls ihr euch jetzt wundert, warum dann hinter NL2 nicht zwei rote idler sind, nämlich eins von oben, das in NL1 erzeugt wurde, und eins von links, erzeugt in NL2: Die Intensität des Lasers und die Effizienz der nichtlinearen Kristalle sind niedrig genug, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass in beiden Kristallen eine Konversion stattfindet

    Ich hatte mir das so erklärt, dass ein Photon niedriger Energie den Kristall ohne weitere Aufspaltung durchläuft und es dann den gleichen Weg geht, wie eines, das in NL2 erzeugt wurde, also am dichroischen Spiegel reflektiert wird. Da es nicht weiter interessiert, ist es auch nicht mehr getrennt visualisiert.

    Übrigens kann man mit diesen dichroischen Spiegeln coole Gadgets z.B. für die Astronomie bauen. Von dem Ding träume ich, ist mir aber zu teuer, so selten wie ich es einsetzen würde.

    Wenn wir also einen Detektor haben, der infrarote Photonen nicht detektieren kann, können wir trotzdem das Objekt bei O mit infrarotem Licht abbilden.

    Logischerweise müsste die Auflösung einer solchen Aufnahme dann derjenigen des infraroten Lichts entsprechen, obwohl man sichtbares Licht aufnimmt.

  10. #10 Alderamin
    24. Januar 2015

    @Chris

    Viele grüne Laserpointer arbeiten so.
    Nicht reingucken, bei manchen wird der infrarote Pumpstrahl nicht korrekt geblockt und der hat gerne 20-40mW, das war diezumindest die Region aus unserer ebay Stichprobe von 5-6 China Laserpointern. Da guckt man dann nur einmal mal rein, also nein zwei mal, einmal mit dem linken Auge und einmal mit dem rechten.

    Danke für die Warnung. Ich hab’ mir kürzlich dieses hübsche Dreierset als Spielzeug für die Katzen (na ja, und mich) bestellt. Der grüne Laser ist dabei extrem viel heller als der rote oder der blaue, man kann im Dunklen den Strahl sehen und mit dem Lichtpunkt das ganze Zimmer beleuchten. Eignet sich prima, damit Objekte am Himmel zu zeigen (wenn man sich sicher ist, dass da kein Flieger unterwegs ist). Aber für Katzen und Kinder ist der grüne Laser ungeeignet. Die Helligkeit verbietet ohnehin schon, auch nur den Versuch zu unternehmen, da direkt reinzuschauen, aber mit Deiner Warnung werde ich extra vorsichtig sein.

  11. #11 MartinB
    24. Januar 2015

    @EnnoA
    ” Dies führt zur Dekohärenz des Systems und die Verschränkung verschwindet.”
    Nein, es gibt im System keine Dekohärenz. Der Zustand idler f+Signal c (oberer Weg) ist ggf. phasenverschoben gegenüber dem Zustand idler f + Signal e (unterer Weg). beide Zustände interferieren aber, nur dann bekommt man die endgültige Amplitude für die beiden Detektoren, jedenfalls im allgemeinen Fall beliebiger Transmission plus Phasenverschiebung.

    @Alderamin
    “Da es nicht weiter interessiert, ist es auch nicht mehr getrennt visualisiert.”
    Ja, aber ich hatte am Angfang gedacht, man müsste eben bei f zwei idler bekommen können – das ist aber nicht so.

    “Aber welche Eigenschaft der Photonen ist hier genau verschränkt, die darüber entscheidet, welchen Weg ein Photon in BS2 nimmt?”
    Verschränkt ist der idler f mit c oder e, je nach Weg. Am besten schaust du dir im paper Formel 1 an, dann sollte es klar werden.

    “Logischerweise müsste die Auflösung einer solchen Aufnahme dann derjenigen des infraroten Lichts entsprechen, obwohl man sichtbares Licht aufnimmt.”
    Ja, so sollte es sein.

  12. #12 Dr. Webbaer
    24. Januar 2015

    Liegt hier Informationsübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit vor?

    MFG
    Dr. W

  13. #13 MartinB
    24. Januar 2015

    @Wb
    Nein, natürlich nicht.

  14. #14 Dr. Webbaer
    24. Januar 2015

    @ Herr Dr. Bäker :
    Wenn ein Beobachter eine “Lichtsekunde” entgegengesetzt, eine geeignete “Raum-/Zeitlichkeit” annehmend, zum beobachteten Gegenstand steht, dann hätte dieser nicht Erkenntnisse im Rahmen der Verschränkungseffekte über diesen mit sozusagen doppelter Lichtgeschwindigkeit gewonnen, weil der Auslöser, der Verschränker sozusagen, in der “Mitte” steht?

  15. #15 MartinB
    24. Januar 2015

    @Wb
    Nein. Um “Erkenntnisse” zu gewinnen, muss man immer auch ein klassisches Signal bekommen – hier bei deisem versuch wird ja die Verschränkung eh nur indirekt ausgenutzt.

  16. #16 Alderamin
    24. Januar 2015

    @Dr. Webbaer

    Das ganze funktioniert nur, weil der rote Strahl, der das Objekt trifft (bzw. von ihm andernfalls absorbiert wird) noch einmal mit dem grünen Strahl in NL2 gemischt wird und so die welche-Weg-Information genau dann gelöscht wird, wenn kein Objekt den roten Strahl blockiert (was man dann am Detektor ausnutzt, um beide Fälle zu unterscheiden). Danach müssen beide gelbe Strahlen zum Detektor laufen, und das geht nur mit Lichtgeschwindigkeit.

  17. #17 Dr. Webbaer
    24. Januar 2015

    @ Alderamin :
    Macht für den Schreiber dieser Zeilen, auch nach einiger Überlegung, keinen Sinn.
    Wenn eine (Mess-)Station “mittig” eingerichtet worden ist, im oben beschriebenen Sinne, und die Möglichkeit besteht im beschriebenen Sinne diese zu benachrichtigen und den beschriebenen Meßvorgang anzustoßen, dann müsste es möglich sein qua Verschränkung die Messergebnisse, die Information, mit doppelter Lichtgeschwindigkeit anzufordern und zu erhalten.

    MFG
    Dr. W (der sich aber schon früher in diesem Zusammenhang mit dem werten hiesigen Inhaltegeber “gekäbbelt” hat)

  18. #18 MartinB
    25. Januar 2015

    @Alderamin und Webbär
    Aber was wäre, wenn ich den oberen idler auf seinem Weg zum Objekt ein Jahr aufhalte, bevor er mit dem Objekt wechselwirkt, den unteren idler mit nem Spiegel nach oben lenke, ihn unterwegs auch ein Jahr aufhalte, und die beiden dann mit passenden Spiegeln zusammenführe, so dass sie beide im selben Zustand f enden (mit oder ohne Phasenverschiebung)? c und e könnten dann ein Lichtjahr laufen und erst dann interferieren. Ich bin ziemlich sicher, dass das nicht geht, sehe aber im Moment das schlagende Gegenargument nicht.

  19. #19 kosmo-erik . . . ..
    25. Januar 2015

    #12 / #13
    Quantenverschränkung wird als “nichtlokal” und Licht durch Lokalität beschrieben.
    http://de.m.wikipedia.org/wiki/Lokalität_(Physik)#Nichtlokalit.C3.A4t_in_der_Quantentheorie

  20. #20 Alderamin
    25. Januar 2015

    @Dr. Webbaer

    Ich verstehe Deinen Vorschlag noch nicht. Die Messstation mit BS2 und den Kameras ist in der Mitte, O ist eine Lichtsekunde in die eine Richtung, und was soll jetzt eine Lichtsekunde in die andere Richtung sein?

    Jedenfalls, wenn O sehr weit in die eine Richtung liegt und die Detektoren sehr weit in die andere, dann muss der rote Strahl von O die Strecke über D2 laufen, dort gleichzeitig mit dem grünen Strahl durch NL2 gehen, und der daraus resultierende gelbe Strahl muss noch bis zu den Detektoren laufen. Das geht dann insgesamt genau mit Lichtgeschwindigkeit von O bis zu den Detektoren.

    @MartinB
    Auch hier muss der rote Objektstrahl mit dem grünen gleichzeitig durch NL2, sonst könnte man unmittelbar hinter NL2 ja feststellen, wann welcher Strahl herauskommt und hätte eine Infomation über die Quelle. Hinterher mischen reicht nicht. Du kannst hingegen den Strahl d vor dem Objekt verzögern, wenn Du das mit b ebenfalls machst. Wenn c ein Lichtjahr weit läuft und b und e zusammen auch, dann ist das doch das ganz normale Experiment, nur mit verlängerten Wegen. Wenn e auch noch lang sein soll, dann muss c auf jeden Fall so lang wie die Summe aus b und e sein, sonst gibt es keine Interferenz. Oder verstehe ich Dich falsch?

  21. #21 MartinB
    26. Januar 2015

    @Alderamin
    “sonst könnte man unmittelbar hinter NL2 ja feststellen, wann welcher Strahl herauskommt und hätte eine Infomation über die Quelle.”
    Ist das so? Das gilt doch z.B. auch im Doppelspalt – durch einen Detektor dahinter könnte ich herausbekommen, wo der Strahl durchgegangen ist, aber solange ich das nicht tue, bleibt die Interferenz erhalten.

  22. #22 Alderamin
    26. Januar 2015

    @MartinB

    Ich denke schon, das wäre beim Doppelspalt ja in etwa so, als ob man die Spalte nacheinander frei gibt (und den jeweils anderen blockiert), dann hätte man ebenfalls eine zeitliche Trennung. Man muss doch schon eine Gleichzeitigkeit der Signale sicherstellen, um Interferenz zu erhalten, oder?

  23. #23 MartinB
    26. Januar 2015

    @Alderamin
    Ich verstehe es leider nicht (vermutlic einfach vernagelt, heute):
    Ich könte den Versuchsaufbau doch so machen, dass die Erzeugung des idlers bei NL1 und NL2 genau gleichzeitig passiert und dann die beiden zusammenführen. Dann habe ich lettlich genau dieselbe Situation wie beim Doppelspalt?

  24. #24 Alderamin
    26. Januar 2015

    @MartinB

    Ich denke, das Verwischen der “welcher-Weg”-Information klappt nur, wenn der erste und zweite Idler zusammen durch NL2 laufen, und zwar nachdem das Objekt getroffen wurde (bzw. nicht). Wenn beide Idler nahezu gleichzeitig erzeugt werden, dann gibt es kaum Verzögerung zwischen der Erzeugung des Objekt-Idlers und dem Mischen mit dem zweiten Idler in NL2. Dann kannst Du also nur die Strecken a und b verzögern (was für das Experiment keine Rolle spielen sollte) oder c und e (oder alle beide). Sollte gehen.

    Willst Du aber d verlängern, dann musst Du auch b verlängern, sonst kommt der Objekt-Idler in NL2 zu spät, nachdem b schon längst da war. Und dann musst Du auch c verlängern, damit c zusammen mit e in BS2 ankommt. Und geht erst auf den Weg, wenn es zusammen mit f aus NL2 herauskommt.

    Oder verstehe ich das falsch?

  25. #25 MartinB
    27. Januar 2015

    @Alderamin
    Aber warum ist es zwingend, dass der idler, der aus d kommt, überhaupt durch NL2 läuft? So richtig sehe ich nicht ein, warum es nicht geht, wenn ich den idler aus NL2 mit nem Spiegel nach oben lenke und dort mit dem aus NL1 zusammenführe. Solange ich nicht messe, habe ich dann am Ende doch immer noch keine Weg-Information.

  26. #26 Alderamin
    27. Januar 2015

    @MartinB

    Mir ist gestern eingefallen, warum die Gleichzeitigkeit wichtig ist. Stichwort Kohärenzlänge. Wenn sich die Photonen verpassen, interferieren sie nicht. Deswegen klappen die Interferenzexperimente normalerweise nicht mit weißem Licht (natürlich auch weil die verschiedenen Wellenlängen verschiedene Maxima haben, aber beim Doppelspalt). Wenn der Impuls unscharf ist, ist der Wellenzug (Ortsunschärfe) kurz. Bei Laser ist der Impuls scharf und der Wellenzug lang. Aber irgendwann ist der dann auch mal vorbei.

    Aber warum ist es zwingend, dass der idler, der aus d kommt, überhaupt durch NL2 läuft? So richtig sehe ich nicht ein, warum es nicht geht, wenn ich den idler aus NL2 mit nem Spiegel nach oben lenke und dort mit dem aus NL1 zusammenführe

    Ok, jetzt hab’ ich’s endlich kapiert. Ja, das würde die Idler zur Interferenz bringen, genau dann wenn der Objekt-Idler nicht vom Objekt verdeckt ist. Und da d mit c verschränkt ist und e mit f, müssten c und e ebenfalls genau dann interferieren, wenn d und f das tun.

    So, jetzt könnte man Delay einbauen bei den Idlern d und f oder bei den Signalen c und e. Wenn man die Idler verzögert, bevor das Objekt getroffen wird, dann misst man c und e zeitlich vorher, die Wellenfunktion kollabiert dann auch bei d und f und es gibt keine Interferenz (oder? Wenn doch, dann müsste die ja auch bei d und f später auftreten, aber da könnte das Objekt etwas dagegen haben; die Kausalität muss gewahrt sein, sonst könnte ich das Objekt ja noch aus dem Strahlengang nehmen und den Aufbau ändern, nachdem ich c und e schon gemessen habe). Wenn man nur die Signale verzögert, dann sollten diese das normale Ergebnis des Versuchs mit entsprechender Verzögerung reproduzieren. Verzögert man alles, hat man das normale Experiment mit ledliglich langen Wegen.

    Aber bei der Idler-Verzögerung bin ich mir wirklich nicht sicher, was da passiert. Müsste mich nochmal mit dem Delayed-Choice-Quantenradierer-Experiment beschäftigen, das ist ja ein ähnlicher Vorgang (oder schreib’ Du doch mal was dazu 😉 ).

  27. #27 Dr. Webbaer
    27. Januar 2015

    Vielen Dank jedenfalls, dass Fachkräfte der dilettantischen [1] Nachricht dieses Schreibers, der hier explizit nicht “nerven” wollte, gefolgt sind und Nachricht gaben.
    Ein “wenig blöd” ist aber, dass wenn es auf besondere Art und Weise fachspezifisch wird, hier nicht gefolgt werden kann.

    Wiederholt werden soll denn ein gedankenexperimenteller Versuchsaufbau, über den sich Dr. W und Herr Dr. Martin Bäker vor längerer Zeit schon ein wenig “käbbelten”:
    Ein Auftraggeber einer Messung, in der Folge A genannt, sitzt zwischen einem geeigneten Verschränker, in der Folge V genannt und einem Photonen empfangen Empfänger, in der Folge E genannt.
    Die Distanz zwischen A und V ist etwas größer als zwischen V und E.
    Geeignete raum-, zeit- oder raumzeitliche Aufstellung der Teilnehmer vorausgesetzt. [2]
    A und E sind mit gleichen Messstattionen und gleichen Bedingungen versehen.

    A würde nun eine Bemessung bei V in Auftrag geben, geeignet gesplittete Photonen würden nun also E erreichen und ganz kurze Zeit später A.
    E würde nun den Messerfolg bestimmen, der sich etwas zeitversetzt, aber annähernd zeitgleich oder vielleicht besser: zeitnah bei A einstellt.
    Den Erfolg betreffend: genauso oder ergebnisgleich wie bei E.

    Wobei geeignete Polarisationsfilter auf Seiten von E und A am Start sind, die Ergebnisse dann sozusagen mit doppelter Lichtgeschwindigkeit, jedenfalls nachdem V beauftragt worden ist, bei A eintreffen.

    War das noch der Fachkraft nachvollziehbar?

    Falls ja, ist jetzt die eigentliche Frage, ob es zu einer Informations- oder “nur” zu einer Datenübertragung mit doppelter Lichtgeschwindigkeit gekommen ist? [3]

    MFG
    Dr. W

    [1] Dilettieren muss nicht schlecht sein, jeder ist nicht nur fast überall Ausländer, sondern auch fast überall (bestenfalls) Dilettant
    [2] Der Schreiber dieser Zeilen ist sich darüber bewusst, dass es hier (physikalische) Probleme geben könnte.
    [3] Eine Datenübertragung mit doppelter Lichtgeschwindigkeit müsste es jedenfalls gegeben haben, liegt aber Information vor?

  28. #28 Alderamin
    27. Januar 2015

    @Dr. Webbaer

    Einfach so verschränkte Teilchen zu versenden erlaubt noch keine Informationsübertragung. Wenn beispielsweise zwei verschränkte Photonen mit gegenteiliger Polarisation von V erzeugt werden und A seines misst, dann weiß er zwar, dass E die gegenteilige Polarisation messen wird, er kann sein Messergebnis aber nicht derart beeinflussen, so dass er eine bestimmte Polarisation bei sich bzw. E erzwingen könnte. Das Ergebnis bei A ist völlig zufällig, und das bei E lediglich mit A korreliert, aber aus Sicht von E ebenfalls zufällig. So wie eine Münze, die auf einen Glastisch fällt, auf den A von oben und E von unten schaut. So kann A kein Bit an E übertragen.

    [3] Eine Datenübertragung mit doppelter Lichtgeschwindigkeit müsste es jedenfalls gegeben haben, liegt aber Information vor?

    Eine Daten- und Informationsübertragung sind das informationstheoretisch synonym. Die liegt vor, wenn ein Bit eines vom Sender gezielt bestimmbaren Werts vom Sender zum Empfänger gelangt. Die Übertragung eines zufälligen Werts zählt nicht (bei der Münze wird ja auch nicht die Information von der Vorderseite Kopf auf die Rückseite Zahl übertragen, wenn sie hinfällt).

  29. #29 MartinB
    27. Januar 2015

    @Aldramin
    “Verzögert man alles, hat man das normale Experiment mit ledliglich langen Wegen.”
    Aber ch könnte auf die Weise doch die WeWi mit dem Objekt eben erst stattfinden lassen, nachdem c und e ein Jahr lang unterwegs waren. Ich bin ziemlich sicher, dass das noicht geht, sehe aber gerade nicht, warum nicht.

  30. #30 Alderamin
    27. Januar 2015

    @MartinB

    Okaaaay, ich sehe das Problem. Wenn das ging, dann könnte man ja theoretisch durch Entfernen oder Einfügen des Objekts den bereits weit entfernten Photonen auf den Wegen e und c instantan die Information aufdrücken, ob das Objekt vorhanden ist oder nicht, was das Prinzip verletzen würde, dass Information nicht mit mehr als Lichtgeschwindigkeit übertragen werden kann.

    Vielleicht ist der Schlüssel zum Verständnis der erwähnte Delayed Choice Quantenradierer. Im Prinzip würde man bei dem ja auch naiv erwarten, dass man durch Modifikation der BSa und BSb Infomation an D0 senden könnte (und das auch noch rückwärts in der Zeit), aber die Information ergibt sich immer nur als Koinzidenz des Zählers D0 mit den anderen und ist ohne Kenntnis der anderen nicht erkennbar. Ist vielleicht hier analog. Muss ich in Ruhe drüber nachdenken.

  31. #31 MartinB
    27. Januar 2015

    @Alderamin
    Ja, das iost vermutlich ähnlich, mal sehen, obich mal dazu komme, mir das genau anzugucken.

  32. #32 Alderamin
    28. Januar 2015

    @MartinB

    Ich hab’ der ersten Autorin auf dem Paper (Herrn Prof. Zeilinger traue ich mich gar nicht anzuschreiben) einfach mal eine Mail mit der beschriebenen Modifikation gesendet und sie eingeladen, hier mit zu diskutieren oder mir eine E-Mail zu schreiben. Mal schauen, vielleicht hat sie ein wenig Zeit und gibt uns den entscheidenden Tipp.

  33. #33 MartinB
    28. Januar 2015

    @Alderamin
    Danke, das ist ne gute Idee, mal sehen, ob die uns auf die Sprünge hilft. Ansonsten kann man sowas auch immer gut im physicsforum fragen (wenn man mal Zeit hat – ich war die tage etwas gestresst…)

  34. #34 Dr. Webbaer
    6. Februar 2015

    @ Alderamin :

    Eine Daten- und Informationsübertragung sind das informationstheoretisch synonym.

    Datenübertragung meint nicht Informationsübertragung und Daten sind von der Information zu unterscheiden, möglichst streng.

    Hmm, also wenn wie oben skizziert ein Ereignis beim Empfänger auftritt, dass dem Ereignis beim Auftraggeber zu entsprechen hat, dem entspricht, liegt Datenübertragung mit doppelter Lichtgeschwindigkeit vor.

    Sollte dem so sein, würde der kommentierte Artikel hier verstanden werden können, zumindest für den interessierten Laien: ansatzweise.
    >:->

    MFG
    Dr. W

  35. #35 MartinB
    6. Februar 2015

    @Webböär
    “Daten sind von der Information ”
    Wie soll der Unterschied aussehen?

  36. #36 Dr. Webbaer
    6. Februar 2015

    @ Dr. Bäker :
    Daten sind erst einmal Persistiertes, bspw. könnte hier auch sozusagen zufällig Erfasstes gemeint sein, Daten können mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen oder mit Hilfe geeigneter Geräte übertragen oder transportiert werden.

    Wobei der Sprachapparat des Primaten gemeint sein kann, aber auch ein Feuer, dass irgendwo entzündet wird und woanders gesehen wird.

    Die Information meint den Geist, typischerweise artikuliert oder kodiert (das Fachwort), den das erkennende Subjekt oder der Sendende als Inhalt zu Daten verarbeitet, also bspw. Fakten oder Theorien;
    auf der anderen Seite, auf der Seite des Empfängers werden diese Daten dann entgegengenommen und dekodiert oder abstrahiert (das Fachwort) um dort Inhalt in Empfang zu nehmen, sozusagen rückwärts zu den Kodierungsvorschriften, die beiden Seiten vorab bekannt sind oder sein müssen.

    Datenübertragung muss nicht Informationsübertragung bedeuten.

    Im WebLog-Artikel ging es um Informationsübertragung, Ihr Kommentatorenfreund wollte nur vorab die Begrifflichkeiten geklärt wissen, um dann ggf. besser verstehen zu können.

    MFG
    Dr. W

  37. #37 MartinB
    6. Februar 2015

    @Webbär
    O.k., das hat mit dem Informationsbegriff, wie er in der Physik oder Informatik zu tun hat, nicht viel zu tun…

  38. #38 Alderamin
    6. Februar 2015

    @Webbär

    Für mich als Informatiker ist Information alles, was mit Einsen und Nullen dargestellt weden kann. Die kleinste Informationseinheit ist das Bit. Der Informationsgehalt einer Quelle lässt sich mit dem gemittelten dulaen Logarithmus der Auftrittswahrscheinlichkeit aller Zeichen messen (entspricht bei Gleichverteilung der Länge der Binärdarstellung). Mit “Daten” meint man meist konkrete Informationen eines bestimmten Formats, etwa Messdaten oder personenbezogenen Daten, Information ist lediglich etwas unkonkreter.

    @MartinB

    Danke, das ist ne gute Idee, mal sehen, ob die uns auf die Sprünge hilft.

    Tja, Metaluna IV antwortet leider nicht. Dabei hab’ ich so lieb gefragt. 🙁

  39. #39 Alderamin
    6. Februar 2015

    @myself

    Ersetze dulaen -> dualen

    Sorry.

  40. #40 MartinB
    6. Februar 2015

    @Alderamin
    Schade.

    Auf jeden Fall 100 Pluspunkte für die coole Metaluna-referenz…

  41. #41 Herr Senf
    6. Februar 2015

    Bei der GWUP wurde wegen der “Quantenheilung” vor 3 Tagen auf dieses Video zu Erklärung der Verschränkung von Veritasium verlinkt:
    https://www.youtube.com/watch?v=ZuvK-od647c
    Vielleicht helfen die 9 Minuten hier Mitlesenden beim Verständnis des “Mechanismus”, und warum es keine Informationsübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit ist.

  42. #42 Herr Senf
    6. Februar 2015

    Hallo MartinB,
    com23 “Ich könnte den Versuchsaufbau doch so machen, dass die Erzeugung des idlers bei NL1 und NL2 genau gleichzeitig passiert und dann die beiden zusammenführen.” und
    com25 “Aber warum ist es zwingend, dass der idler, der aus d kommt, überhaupt durch NL2 läuft? So richtig sehe ich nicht ein, warum es nicht geht, wenn ich den idler aus NL2 mit nem Spiegel nach oben lenke und dort mit dem aus NL1 zusammenführen.”
    Geht beides strahlenoptisch mit Spiegeln nicht, nur im NL, deswegen NL2 zwingend nach NL1.
    Man müßte “gleiche” IR-Strahlen an einem! Spiegel reflektieren und gleichzeitig durchlassen.
    Also Nr.1 wird reflektiert und Nr.2 passiert, solche Spiegel gibt es nicht, oder?

  43. #43 MartinB
    7. Februar 2015

    @Herr Senf
    verstehe ich nicht. Denke dir im Versuchsaufbau hinter NL2 einen Spiegel, der nach oben geht und f nach oben lenkt, und hinter O einen, der den oberen idler nach rechts lenkt. Um die beiden zusammenzuführen brauche ich dann einen Spiegel, der von hinten durchlässig ist (für den idler, der aus d kommt), aber den von unten kommenden idler nach rechts umlenkt und mit dem idler d zusammenführt.
    Warum geht das nicht?

  44. #44 Dr. Webbaer
    7. Februar 2015

    @ Alderamin :
    Kommunikation funktioniert so, dass ein Sender Inhalt zu Nachricht kodiert, das kann mit Hilfe der Sprache oder der Schrift geschehen, ein Feuer darf selbstverständlich für diese Zwecke ebenfalls entzündet werden, bspw. um Rauchzeichen zu setzen oder das Feuer selbst als Nachricht zu betrachten, zunehmend aber auch mit den Mitteln der Informationstechnologie.
    Die Nachricht wird dann irgendwie in der Welt versandt.
    Auf Empfängerseite wird dann diese Nachricht dekodiert oder abstrahiert, was natürlich nur möglich ist, wenn die Kodierungsvorschriften vorab beiden Seiten bekannt ist.

    Was im Umkehrschluss bedeutet, dass Nachrichten, die auf einer Seite kodiert werden, aber keinen Sinn ergeben, mangels Kodierungsvorschriften oder aus anderen Gründen, zwar als Data transferiert werden können, aber keinen Informationsgehalt haben.


    Dies nur deshalb noch einmal erklärt, um der Sicht des Schreibers dieser Zeilen, dass verschränkter Photonentransfer (oder der Transfer anderer verschränkter “Teilchen”) immer Datentransfer bedeutet, gerne auch mit annähernd doppelter Lichtgeschwindigkeit, dass aber keine Information transferiert werden muss.

    Würde jetzt ein Nicken einsetzen können bei Ihnen, würde Ihr Kommentatorenfreund gerne zum Rest nachfragen, sofern ihm dies als Fachfremder, Sie sind auch fachfremd, oder?, möglich ist.

    MFG + schönes WE,
    Dr. W

  45. #45 Dr. Webbaer
    7. Februar 2015

    *
    um der Sicht des Schreibers dieser Zeilen (…) folgen zu können

  46. #46 Alderamin
    7. Februar 2015

    @Dr. Webbaer

    Ein halbes Nicken. Schauen wir mal, was die Tante Wiki dazu sagt:

    Laut Definition der inzwischen abgelösten Norm DIN 44300 Nr. 19 waren Daten (ab 1985) Gebilde aus Zeichen oder kontinuierliche Funktionen, die aufgrund bekannter oder unterstellter Abmachungen Informationen darstellen, vorrangig zum Zweck der Verarbeitung und als deren Ergebnis.

    Gemäß Terminologie der geltenden Norm des internationalen Technologiestandards ISO/IEC 2382-1 für Informationstechnik (seit 1993) sind Daten – Data: „a reinterpretable representation of information in a formalized manner, suitable for communication, interpretation, or processing“ – eine wieder interpretierbare Darstellung von Information in formalisierter Art, geeignet zur Kommunikation, Interpretation oder Verarbeitung.

    Also sind Daten eine konkrete Darstellung von Information (Rauchzeichen zum Beispiel, oder eben Bits), wobei diese nur geeignet sein muss, eine konkrete Information zu enthalten. Wenn ich mir mit einem Zufallsgenerator ein Riesenfile aus 0en und 1en generiere, dann sind das Daten, obwohl eigentlich keine Information drin steckt. Es könnte aber eine Information sein, die man nur nicht dekodieren kann.

    Es ging aber eingangs um Daten- bzw. Informationsübertragung. Wenn Information übertragen werden soll, muss sie kodiert werden und dann erhalte ich eine Darstellung in Form von Daten. Diese kann ich übertragen.

    Ihr (der Bär scheint kein Dutz-Bär zu sein) Standpunkt war ja, es finde möglicherweise eine überlichtschnelle Daten- aber nicht Informationsübertragung statt. Nach Definition sind Daten aber dazu geeignet, Information zu übertragen. Deswegen kann man nicht einerseits verbieten, Information überlichtschnell zu übertragen und andererseits eine überlichtschnelle Übertragung von Daten zulassen.

    Würde jetzt ein Nicken einsetzen können bei Ihnen, würde Ihr Kommentatorenfreund gerne zum Rest nachfragen, sofern ihm dies als Fachfremder, Sie sind auch fachfremd, oder?, möglich ist.

    Nur zu (ich bin übrigens promovierter Informatiker, hatte aber das Grundstudium der Physik als Nebenfach belegt mit späterer Sepzialisierung auf Astronomie, bevor ich in die Telekommunikation abglitt, anfangs wenigstens noch Satellitenkommunikation auf OSI-Layer 1 bis 3, später Mobilfunk. Follow the money, halt…)

  47. #47 Alderamin
    7. Februar 2015

    @MartinB

    Warum geht das nicht?

    Es muss ja irgendwie komplizierter sein. Im schon erwähnten Delayed Choice Quantenradierer betrachtet man nicht einfach, ob am Ort von D0 Interferenz eintritt, je nachdem ob man die Pfade nur zu D3/D4 (mit Weginformation) freigibt, oder aber alternativ die Pfade zu D1/D2 (ohne Weginformation), sondern man muss alle Wege freigeben und Koinzidenzenn suchen, die man erst erhält, wenn man alle Informationen zusammenbringt. Warum so kompliziert?

    Wenn es sich beim obigen Experiment ebenfalls so verhalten würde, dann müssten die Idler ja auch irgendwie ausgewertet werden. Wenn das hier nicht nötig ist, wieso beim Quantenradierer?

    Vielleicht spielt’s doch irgendwie eine Rolle, dass der Objektidler zusammen mit dem Strahl aus B in den Kristall NL2 eindringt. Vieleicht ist das eine Art Auswertung, die ich allerdings nicht verstehe. Kann man das wellenoptisch nachvollziehen?.

  48. #48 Herr Senf
    7. Februar 2015

    Hallo MartinB und Alderamin,
    ich hab weitere Anmerkungen/Einwände, nicht alles auf einmal, also Häppchen:
    MB “Das infrarote Photon fällt jetzt auf das Objekt O, … Nehmen wir erst mal an, das Photon passiert das Objekt O ohne jede Beeinflussung. Dann läuft es weiter nach unten, trifft auf D2 (noch so ein Spezialspiegel), wo es reflektiert wird, und läuft dann durch den nicht-linearen Kristall N2, der für dieses Photon aber durchsichtig ist und mit ihm nichts anstellt. An D3 wird es dann reflektiert und darf gegen die Laborwand leuchten oder sonst wo absorbiert werden – sein weiteres Schicksal interessiert uns nicht.”
    Das durchkommende IR-Photon kriegt eine Phasenverschiebung, deswegen ist sein Schicksal eben nicht unwesentlich. Der zweite IR-idler aus NL2 wird gebraucht zur Unkenntlichmachung dieser Interferenzinfo.
    com47 “Kann man das wellenoptisch nachvollziehen?”
    Wäre mMn “einleuchtender” als die Photonendiskussion, die mir verwirrend ist.
    MB “Wenn wir jetzt ein Hindernis bei O einbauen, dann wird es komplizierter. … “, ab da wird die Beschreibung für mich unverstädlich, da stimmt was nicht.
    Wir brauchen 2 idler f1 und f2, die müssen “gemixt” werden, damit c und e interferieren können, das geht mit der hilfsweise vorgeschlagenen Spiegelvariante nicht (extra Thema).
    Reicht für’s erste, erstmal abklären – Senf

  49. #49 MartinB
    7. Februar 2015

    @Herr Senf
    “Der zweite IR-idler aus NL2 wird gebraucht zur Unkenntlichmachung dieser Interferenzinfo.”
    Jein. Nicht die Interferenzinfo wird unkenntlich gemacht (die hängt ja nach wie vor am Zustand c, sonst könnte ich am Ende ja nix messen); das zweite Photon dient dazu, eine Verschränkung zwischen den beiden Möglichkeiten zuzulassen, siehe Gl. 1 im paper. Ohne das zweite Photon gäbe es keinen Zustand, der f und e als Photonen enthält.

    “das geht mit der hilfsweise vorgeschlagenen Spiegelvariante nicht (extra Thema).”
    Warum nicht? Das ist ja genau mein Problem.

    @Alderamin
    Ich dachte, der Aufbau ist nur so kompliziert, damit ich die Weg-Info noch nachträglich verwerfen oder behalten kann?

  50. #50 Alderamin
    7. Februar 2015

    @MartinB

    ch dachte, der Aufbau ist nur so kompliziert, damit ich die Weg-Info noch nachträglich verwerfen oder behalten kann?

    Nachträglich verwerfen oder behalten könnte man ja auch durch wahlweise Verwendung der Detektoren D1/D2 und D3/D4 (also Umbau des Strahlengangs, je nachdem ob man radieren möchte oder nicht), denn die werden in jedem Fall später als D0 getroffen (8 ns laut Text im Experiment von Kim et al.) Die Idler treffen die Radier-Optik erst, nachdem sie schon den Detektor D0 getroffen haben und dort ihren Teil der Interferenz “gemalt” haben, sie wissen also eigentlich noch nicht, ob man den Idlern kurz danach die welche-Weg-Info entnimmt oder nicht. So hatte ich das nachträgliche Radieren verstanden. Falls ich was verstanden haben sollte…

    Hmm, aber das erste Problem wird nicht gelöst, wenn man ein weiteres nicht gelöstes hinzufügt.

  51. #51 Herr Senf
    7. Februar 2015

    Nochmal zur “Ersatzspiegelvariante”:
    com43 “Denke dir im Versuchsaufbau hinter NL2 einen Spiegel, der nach oben geht und f nach oben lenkt, und hinter O einen, der den oberen idler nach rechts lenkt. Um die beiden zusammenzuführen brauche ich dann einen Spiegel, der von hinten durchlässig ist (für den idler, der aus d kommt), aber den von unten kommenden idler nach rechts umlenkt und mit dem idler d zusammenführt.”
    Solche Spiegel, der das für ein und dieselbe Wellenlänge “machen könnte” gibt es nicht, da macht Maxwell nicht mit wegen den Randbedingungen an den Spiegelflächen – nur entweder/oder geht.
    Habe keinen passenden link, nur Feynman Bd.II Kap.33
    Einziger Ausweg wäre ein halbdurchlässiger Spiegel, der den idler d=f1 mit dem idler f2 zusammenführt. NL2 macht dabei f=f1+f2 exakt und ununterscheidbar: Wege-Info weg.
    Beim halbdurchlässigen Spiegel hat man aber 2 auslaufende Strahlen so mit 50/50-Zufall, also (f1+f2)/2=f/2 nach oben und (f1+f2)/2=f/2 nach rechts.
    Jetzt müßte man mal im Photonenbild überlegen, ob dabei die Wege-Info (teilweise) erhalten bleibt,
    dann wäre keine Interferenz von c & e als “Ersatz” für a & b möglich.

  52. #52 MartinB
    8. Februar 2015

    @HerrSenf
    “Solche Spiegel, der das für ein und dieselbe Wellenlänge “machen könnte” gibt es nicht, da macht Maxwell nicht mit wegen den Randbedingungen an den Spiegelflächen – nur entweder/oder geht.”
    Aber das macht man mit den halbdurchlässigen Spiegel beim normalen Interferometer doch auch, oder nicht – Schreibst du ja auch selbst. Insofern verstehe ich das Argument nicht so recht.

  53. #53 Herr Senf
    8. Februar 2015

    @MB entweder ich verstehe es anders als du meinst
    oder wir reden aneinander vorbei 😉 ich mach’s mit “Symbolen”
    1. Strahl d von links mit λ soll voll —/—> durch den 45°Spiegel nach rechts durchgehen,
    dann geht Strahl f von unten mit λ auch durch % nach oben^, wird nicht 2*45°> reflektiert,
    also das /i°°°> geht dann nicht, keine Zusammenführung in einem Strahl möglich!
    2. halbdurchlässiger Spiegel – aber dann 2 “Endstrahlen” 1> nach rechts 2^ nach oben.
    Frage: steckt dann die Wege-Info in diesen beiden Strahlen noch drin?

  54. #54 MartinB
    8. Februar 2015

    @Herr Senf,
    irgendwie habe ich deine Symbolik nicht kapiert.

  55. #55 Alderamin
    8. Februar 2015

    @Herr Senf

    So ganz werde ich aus Deinen Bildchen nicht schlau, aber das scheint nicht zu sein, was Martin und ich im Kopf haben.

    Folgendes Bild: Unterhalb des Objekts ein Vollspiegel \, der den Objektstrahl d nach rechts ablenkt. Oberhalb von D3 ein Teilspiegel /, der den Objektstrahl zu 50% nach rechts durchlässt und zu 50% nach oben ablenkt. Das kann ein ganz normaler Beamsplitter für alle Frequenzen sein. Der Objektstrahl sieht den Kristall NL2 nie.

    D3 auf den Kopf stellen: / so dass f nach oben geht und den Teilspiegel von vorhin von unten trifft. Der Strahl geht zu 50% nach oben durch und wird zu 50% nach rechts abgelenkt. Das sind genau die Richtungen, in die auch d geht. Praktisch dasselbe Bild wie BS2.

    Wenn man am Ende der Strahlengänge zwei Detektoren aufstellen würde, müssten die eigentlich dasselbe sehen wie die Detektoren an g und h, denn dieser (auschließlich aus roten Linien bestehende) Strahlengang ist der Bombentester! Wenn das Objekt d verdeckt, dann kann der Strahl, der den Teilspiegel / nach oben durchdringt, nur von f kommen, also hat man eine Richtungsinfo.

    Die Frage ist, was g und h das angeht (ja, ja, verschränkt). Und was wenn die Strahlengänge so lang sind, dass ich längst nach der Aufspaltung in die gelben und roten Pfade erst das Objekt in den Strahlgang bringen kann. Kann ich so Information übermitteln? Statt Katzenreliefs könnte ich ja auch Einsen und Nullen als Bildmaske einbringen. Das ist alles nicht geheuer, und ich hab’s jedenfalls nicht hinreichend verstanden. Bin nur sicher, dass man Einstein so nicht austricksen kann.

  56. #56 Herr Senf
    8. Februar 2015

    Hallo Alderamin, jetzt werden wir uns einig:
    mein com53 Nr1 war die 2. Antwort auf MB com43 – geht so nicht
    dein com55 ist das was ich in com53 Nr2 “halbdurchlässig” schreibe
    Mit den jetzt 2 neuen Detektoren kann man weiterdenken, war meine Frage.
    Ich tippe mal – da ist irgendwo ein Wurm im Gedankengang.
    Grüße Senf

  57. #57 Herr Senf
    8. Februar 2015

    Ich liefere den “Wurm” gleich nach:
    BS1 liefert zwei kohärente grüne Photonen, die interferieren können. Bringe ich ein Objekt in einen der Strahlengänge zum Abbilden, gibt’s keine Interferenz(abbildung).
    Frage von Mandel 1991 und Versuch 2014 war – geht’s doch mit 2 Strahlengängen.
    Mit der “Ersatzspiegelvariante” habt ihr ein Objekt im infraroten Interferometer, damit keine Interferenzabbildung, aber auch keine im gelben Strahlengang vom Objekt.
    Der infrarote muß erst “dran glauben”, dann erscheint die Interferenzabbildung im gelben.

  58. #58 MartinB
    8. Februar 2015

    @Herr Senf
    Irgendwie ist mir deine #57 zu sehr im telegrafenstil…

    Und BS1 liegt doch vor dem bereich, der uns interessiert…?

    “Mit der “Ersatzspiegelvariante” habt ihr ein Objekt im infraroten Interferometer”
    Aber hat man doch in der original-Versuchsanordnung auch?

  59. #59 Herr Senf
    8. Februar 2015

    Z -“Mit der “Ersatzspiegelvariante” habt ihr ein Objekt im infraroten Interferometer”
    Aber hat man doch in der original-Versuchsanordnung auch? – Z
    Jein, im Original ist dort aber kein 2-Arm-Interferometer, ist entscheidend.
    Im infraroten Interferometer wäre keine Interferenz(Abbildung) wegen Objekt.
    Im gelben wäre Interferenz wegen Kohärenz, aber keine Abbildung ohne Objekt.
    Die taucht erst auf, wenn die Wege-Info im infraroten Teil “gelöscht” ist.
    Der Laufweg zum neuen “BS3” muß deswegen auch immer kürzer sein als zum BS2.
    Von daher geht Alderamins Frage zur “Überlichtgeschwindigkeit ins Leere”, nicht die “Katze” oder eine “1” bzw. “2” an der Stelle “O” wird übertragen, sondern die “Entscheidung” von NL2 oder eures gedachten BS3, ob an BS2 eine Interferenzabbildung entstehen “darf”.

  60. #60 Herr Senf
    8. Februar 2015

    Nachgehakt zur “Überlichtgeschwindigkeit”:
    Die Information “Katze” geht nicht instantan zum Fotoapparat “BS2”, wie die Verschränkung vermeintlich vermuten lassen könnte – Pythagoras nicht anwendbar.
    Das Bild geht mit LG von “O” nach “NL2”, dort wird ihm “ja/nein” gesagt, das geht mit LG weiter bis “BS2”. Wir haben eine klare Übertragungsrichtung mit LG. Nicht verwechseln mit 2 verschränkten Photonen, eins nach links, andere nach rechts und ihren “instantanen Zuständen”.
    Der Zustand wird auf dem Weg d am Objekt O den infraroten aufgeprägt, auf dem gelben Weg c nach der Strecke ID1-OI ist er für die gelben damit festgelegt, die müssen erst bis BS2 kommen.

  61. #61 Herr Senf
    8. Februar 2015

    So, jetzt hab ich glaub den “versteckten Wurm” gefunden.
    Könnte die Meinung rumgeistern, daß das gelbe Katzenbild “BS2” mit der infraroten Katze “Od” verschränkt sei, das würde die Mißverständnisse wegen ÜLG erklären.
    Eine fiktive gelbe Nichtkatze “O’c” ist verschränkt, die erst bei Ankunft fotografiert wird.

  62. #62 Alderamin
    8. Februar 2015

    @Herr Senf

    Nee, nochmal der Ablauf:
    Der Aufbau wie in #55 beschrieben. D2 entfällt, weil der Objekt-Idler d da nie lang muss.

    Die verschränkten Photonen werden anfangs an einem zentralen Ort 0 mit NL1 und NL2 erzeugt. Die roten Strahlen laufen zum Objekt, das sich 1 Lichtjahr in der einen Richtung, befindet die Detektoren bei BS2 1 LJ in der anderen. Das Objekt ist noch in der Produktion.

    Nach einem Jahr kommen die roten Strahlen beim Objekthalter an. Je nachdem, ob das Objekt rechtzeitig geliefert wurde und der Experimentator gerade keine Erkältung hat oder doch, wird das Objekt eingelegt oder nicht.

    Zur gleichen Zeit kommen die gelben Strahlen bei BS2 an. Was passiert Deiner Meinung nach? Das ist exakt derselbe Aufbau wie in #55, nur mit verlängerten Wegen. Wenn #55 geht, sollte ich an BS2 in 2 LJ Entfernung die Information übermitteln können, dass alles mit der Objektlieferung funktioniert hat.

    Wo ist der Fehler? Wenn das nicht geht, geht’s auch nicht mit kurzen Weglängen. Der Unterschied zum Originalexperiment ist, dass das Objekt dort auf jeden Fall vor dem Aufteilen von b in e und f getroffen werden muss, sonst mischen sie sich nicht darin, dann stimmt’s auch mit der Lichtgeschwindigkeit. Aber warum muss d mit durch diesen Kristall NL2 (außer, um Einstein zu retten)? Was passiert da zwischen d und f, was nur dort geht?

  63. #63 Herr Senf
    8. Februar 2015

    @Alderamin,
    daß NL2 die Photonen auch verschränkt erzeugt, ist belanglos,
    aber NL2 darf nicht vor D2 stehen und danach eure Ersatzspiegelvariante.
    Rein technisch, man kann die Wege-Info nicht mit Spiegeln löschen, nur mit nichtlinearen Kristallen unkenntlich machen. Deswegen muß der idler d dort eingeführt werden, damit dort punktgenau und gleichzeitig durch grün b der idler f2 erzeugt wird, der mit +d als f unauswertbar wird. Die Frage ist nicht, daß er bloß nicht ausgewertet wird, sondern daß er prinzipiell nicht auswertbar ist. Mit Spiegeln geht sowas nicht laut Maxwell, darum hat es das Team Zeitlinger auch nicht nach eurer Variante gemacht.

  64. #64 Alderamin
    8. Februar 2015

    @Herr Senf

    “Geht nicht mit Spiegeln” klingt nicht einleuchtend. Beim Delayed Choice Quantenradierer geht’s doch auch mit Spiegeln…?

  65. #65 Herr Senf
    9. Februar 2015

    Sehr seltsam die Radiererei, beim Quantenradierer ist es doch umgekehrt:
    Dort ist “d” das Signalphoton und trifft auf den Sensor “O”,
    und “c” ist der idler der auf den weiter entfernten Sensor BS2 geht.
    Und “O” weiß dann schon vorher, was an BS2 passieren wird.
    Hier im “Katzenversuch” wird an “O” festgelegt, was in BS2 passieren soll.
    Dann darf dort kein Teilchen ankommen, es muß eine Welle sein.
    Diese “Information” wird in NL2 festgelegt und zwar nicht durch Zufall, sondern exakt.

  66. #66 Dr. Webbaer
    10. Februar 2015

    @ Alderamin :

    Nach Definition sind Daten aber dazu geeignet, Information zu übertragen. Deswegen kann man nicht einerseits verbieten, Information überlichtschnell zu übertragen und andererseits eine überlichtschnelle Übertragung von Daten zulassen.

    Das scheint “Bull” zu sein,
    ansonsten,
    dass nicht Information mit mehr als Lichtgeschwindigkeit übertragen werden kann,
    könnte hier, natürlich rein philosophisch erst einmal zugestimmt werden.

    Der WebLog-Artikel ist insofern verstanden worden, dass verstanden worden ist, dass der im Artikel beschriebenen “Abtastung” eine Information vorangegangen ist, die nicht verfügbar ist.
    Dass es sich um nur scheinbare Informationsübertragung mit größer als c handelt.

    MFG
    Dr. W

  67. #67 rolak
    10. August 2016

    aufgrund des Snacks

    Was mag das damals nur gewesen sein? Die (aktuell) verlinkten Wildspieße ganz sicher nicht, noch nie zuhause gemacht, fraglich, ob je gegessen – und auch bei keinem der anderen fingerfoodies der Kollektion ertönt ein wahrnehmbares ´klick´.

    (gefunden beim Herumstreunen von dort aus)

  68. #68 Sabine
    Berlin
    3. Januar 2017

    Hallo Martin,

    finde den Artikel recht interessant, auch wenn ich nicht viel verstanden habe. Drachen haben doch auch Hunger?, dann komm auf http://www.kochen-verstehen.de/

    LG,
    Sabine

  69. #69 Lukas Heier
    4. Januar 2017

    Hallo Martin,
    danke für den informativen Beitrag, Hänge gerade in meinem Physikstudium fest und ich dachte, ich schaue mal nach interessanten Seiten und habe jetzt auch eine gefunden.

    Gruß,
    Lukas

  70. #70 MartinB
    4. Januar 2017

    @Lukas
    Na, prima. Klick mal rechts bei den Artikelserien, da sollte gerade für Physikstudis einiges dabei sein…