Quantenradierer: Sprung durch die Zeit, oder Quanten-Hokus-Pokus? | Terra X Lesch & Co

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Published 2024-07-31
Sind Zeitreisen möglich? Natürlich nicht, schließlich können sich Informationen laut den Gesetzen der Physik immer nur in eine Richtung bewegen: Nach vorne. Aber ein Experiment aus der Quantenphysik erweckt einen anderen Anschein: Ein verschränktes Teilchen reagiert in der Vergangenheit abhängig davon, wie sein Partner-Teilchen in der Zukunft gemessen wird. Bitte was? Wandern hier Informationen in der Zeit zurück? Oder ist das bloß Quanten-Hokus-Pokus?

Die Erklärung des Interferenzmusters:
Die Idler-Photonen tragen die Wahrscheinlichkeit in sich, durch welchen der beiden Spalte das Photon ging, abhängig von der Position des Signal-Photons auf dem Schirm (D0). Die Superposition, durch welchen Spalt das Photon ging, bleibt in Form von Wellenfunktionen erhalten, bis das Idler-Photon gemessen wurde. Beispiel: Ist das Signal-Photon direkt in der Mitte von D0 aufgekommen, dann liegen die Chancen bei 50/50, dass das Photon durch den einen oder anderen Spalt ging. Kommt das Signal-Photon aber sehr weit rechts auf D0 an, dann stehen die Chancen etwa 10/90, dass das Photon durch den linken bzw. rechten Spalt ging. Diese Superposition der Zustände (rechter oder linker Spalt) mit den jeweiligen Wahrscheinlichkeiten (z.B. 10/90) trägt das Idler-Photon anhand des Phasenunterschieds seiner Wellenfunktionen. Der Beamsplitter sortiert die Photonen nicht völlig zufällig. Er addiert eine Phasenverschiebung von +90° in eine Richtung (z.B. D3) und von -90° in die andere Richtung (z.B. D4). Beispiel: Die Wellen des Idler-Photons haben eine Phasenverschiebung von 90°. Damit ändert sich die Phasenverschiebung durch den Beamsplitter in Richtung D3 zu 180°. Somit löscht sich die Welle in diese Richtung durch destruktive Interferenz aus. In Richtung D4 hebt sich die Phasenverschiebung aber auf und die Wellen richten sich direkt aufeinander aus. Dabei herrscht konstruktive Interferenz. So erhält man ein Signal bei D4 und keines bei D3 für dieses Idler-Photon. Erinnert Euch: Der Beamsplitter kombiniert die einfallenden Wahrscheinlichkeitswellen des Idler-Photons und die ursprüngliche Phasenverschiebung des Idler-Photons hängt vom Ort auf D0 ab, auf dem das Signal-Photon aufgetroffen ist! Die Idler-Photonen, die bei D3 bzw. D4 ankommen, sind also ein Subset – sortiert nach Ort des Auftreffens auf D0 der zugehörigen Signal-Photonen. Es gibt ein Interferenzmuster bei D3 und D4. Wenn man die Signal-Photonen auf D0 markiert, die entweder Idler-Photonen bei D3 oder bei D4 haben, erhält man ein Interferenzmuster. Aber das ist ein ausgewähltes Subset, kein plötzliches Wiedererscheinen des Interferenzmusters wie beim Doppelspaltexperiment ohne Messung.

Kapitel:
00:00 Intro
00:41 Sind Zeitreisen möglich?
01:58 Quantenphysik-Basics
03:30 Das Quantenradierer-Experiment
09:31 Mögliche Erklärungen des Experiments
11:12 Das steckt wirklich hinter dem Experiment
13:51 Fazit

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Warum Philosophie und Quantenphysik zusammenpassen - Gert Scobel im Gespräch mit dem Physiker Carlo Rovelli www.zdf.de/3sat/scobel/211216-youtube-scobel-102.h…

Quellen & weiterführende Links:
A Delayed Choice Quantum Eraser: arxiv.org/abs/quant-ph/9903047
The delayed choice quantum eraser, debunked: backreaction.blogspot.com/2021/10/the-delayed-choi…
The delayed-choice quantum eraser experiment does not rewrite the past: geneticjen.medium.com/the-delayed-choice-quantum-e…
Interpretations of quantum mechanics: en.wikipedia.org/wiki/Interpretations_of_quantum_m…
The interpretation of quantum mechanics: www.britannica.com/science/quantum-mechanics-physi…
Interpretation of Quantum Theory: arxiv.org/pdf/0712.3466

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Moderation: Suzanna Randall
Autor:in: Suzanna Randall, Jana Steuer
Redaktion: Victor Riley, Elisabeth zu Eulenburg
Produktion: Florian Rehm, Andrea Böhmer
Producer:in (objektiv media): Anne Westphal
Kamera: Thorsten Eifler
Ton: Noah Amshoff
Schnitt: Dennis Burneleit
Thumbnail: Jan Schattka
Grafiken: Dennis Burneleit / Kurzgesagt
Musik von Extreme Music & YouTube Audio Library

Dieses Video ist eine Produktion des ZDF, in Zusammenarbeit mit objektiv media.

All Comments (21)
  • Die Erklärung des Interferenzmusters: Die Idler-Photonen tragen die Wahrscheinlichkeit in sich, durch welchen der beiden Spalte das Photon ging, abhängig von der Position des Signal-Photons auf dem Schirm (D0). Die Superposition, durch welchen Spalt das Photon ging, bleibt in Form von Wellenfunktionen erhalten, bis das Idler-Photon gemessen wurde. Beispiel: Ist das Signal-Photon direkt in der Mitte von D0 aufgekommen, dann liegen die Chancen bei 50/50, dass das Photon durch den einen oder anderen Spalt ging. Kommt das Signal-Photon aber sehr weit rechts auf D0 an, dann stehen die Chancen etwa 10/90, dass das Photon durch den linken bzw. rechten Spalt ging. Diese Superposition der Zustände (rechter oder linker Spalt) mit den jeweiligen Wahrscheinlichkeiten (z.B. 10/90) trägt das Idler-Photon anhand des Phasenunterschieds seiner Wellenfunktionen. Der Beamsplitter sortiert die Photonen nicht völlig zufällig. Er addiert eine Phasenverschiebung von +90° in eine Richtung (z.B. D3) und von -90° in die andere Richtung (z.B. D4). Beispiel: Die Wellen des Idler-Photons haben eine Phasenverschiebung von 90°. Damit ändert sich die Phasenverschiebung durch den Beamsplitter in Richtung D3 zu 180°. Somit löscht sich die Welle in diese Richtung durch destruktive Interferenz aus. In Richtung D4 hebt sich die Phasenverschiebung aber auf und die Wellen richten sich direkt aufeinander aus. Dabei herrscht konstruktive Interferenz. So erhält man ein Signal bei D4 und keines bei D3 für dieses Idler-Photon. Erinnert Euch: Der Beamsplitter kombiniert die einfallenden Wahrscheinlichkeitswellen des Idler-Photons und die ursprüngliche Phasenverschiebung des Idler-Photons hängt vom Ort auf D0 ab, auf dem das Signal-Photon aufgetroffen ist! Die Idler-Photonen, die bei D3 bzw. D4 ankommen, sind also ein Subset – sortiert nach Ort des Auftreffens auf D0 der zugehörigen Signal-Photonen. Es gibt ein Interferenzmuster bei D3 und D4. Wenn man die Signal-Photonen auf D0 markiert, die entweder Idler-Photonen bei D3 oder bei D4 haben, erhält man ein Interferenzmuster. Aber das ist ein ausgewähltes Subset, kein plötzliches Wiedererscheinen des Interferenzmusters wie beim Doppelspaltexperiment ohne Messung.
  • Roger Penrose 🫡, verdient meines Erachtens nen Nobelpreis nachträglich! Einfach nur unglaublich wie weit die schon damals waren!🥴
  • Obwohl ich Filme mit Zeitsprüngen (trotz der stets vorhandenen Logiklöcher) liebe, hat mich die Interpretation ohne Hokus Pokus überzeugt. Schade egtl, wobei Stephen Hawking ja schon mit seiner Time Travellers Party bewiesen hat, dass Zeitreisen unmöglich sind. ;)
  • 11:00 Wer behauptet, Bewusstsein könne erzeugt werden, soll Bewusstsein erstmal definieren. Ansonsten könnte man statt "Bewusstsein" genausogut "jezdh54jeo" sagen, und das könne erzeugt werden -- was eine völlig sinnlose Aussage ist.
  • @RaceStriper
    Harter Tobak am Freitag um 1 Uhr früh… aber cool! 🫶🏼
  • Die Realität wird noch viel verrückter sein 😢 Wie viele Jahrhunderte wurden Monsterwellen als Seemannsgarn und Hirngespinste abgetan?
  • @AltIng9154
    In die Zukunft reisen geht ja,… nur nicht zurück.😊
  • Zeitreisen in die Zukunft ja, aber in die Vergangenheit, unseres wissens nein, weil das immer verhindert wird, zum Beispiel das Vaterparadoxon, hoffe ich habe das richtig geschrieben! Zeitreisen nach vorne geht einfacher
  • "Beobachtet werden heißt: mit der Umgebung interagieren" Es gibt also einen Beobachter. Nun weiß die Physik aber nicht, wer oder was der Beobachter eigentlich ist. Sie kann es auch nicht wissen, weil sich der Beobachter nicht messen und definieren lässt. Nun ist aber der Beobachter nicht irgendeine Nebensächlichkeit, sondern das Zentrale und Wichtigste überhaupt, denn ohne Beobachter keine Beobachtung, und damit auch keine Physik. Wenn sich die Frage erhebt, ob man in die Vergangenheit oder in die Zukunft reisen kann, dann lautet meine erste Frage: "Wer oder was ist es eigentlich, der hier möglicherweise reisen könnte?" Das muss man doch wissen, ansonsten die ganze Diskussion ziemlich sinnlos ist.
  • @DrDrache221
    Für mich persönlich ergibt die Viele-Welten-Theorie am meisten Sinn, insbesondere wenn es darum geht, Phänomene wie die Retroaktive-Beeinflussung besser zu verstehen. Im Zusammenhang mit der Orch-OR-Theorie, die Bewusstsein durch Quanteneffekte im Gehirn erklärt und im Video kurz angesprochen wurde, ergibt sich ein stimmiges Gesamtbild. Ich bin sehr gespannt, wohin uns solche Erkenntnisse als Menschheit und als Individuum noch führen werden. Vielleicht kommen wir dem Rätsel unseres eigenen Bewusstseins ja wirklich bald auf die Spur. Wirklich vielen Dank für das Video! Wäre wirklich Interessant wenn ihr solche Themen z.B. mit Quantencomputer noch in einem Video zusammen bringen könntet :)
  • @ichselbst880
    Ich hab's versucht. Das Thema interessiert mich wahnsinnig - aber das will nicht hängen bleiben. Ich warte dann mal bis es die Zeitmaschine bei Amazon gibt 😁
  • Die haben das Reboot von Quantum Leap wieder mal abgesetzt. Reist mal durch die Zeit und verhindert das.....
  • @rapa017
    Finde ich klasse, anregend und mal wieder ein willkommender Grund darüber nachzudenken was man in der Uni mal so gelernt hat...
  • @swenweber3690
    Wir haben keine plausible Vorstellung von Zeit bei Betrachtung der ART und dann erst recht nicht bei der Quantenmechanik.
  • @PP210
    Die Physik tut sich schwer, einen Schritt ins Leere zu wagen wenn da halt nichts greifbares ist.
  • @Murat-nv1ce
    danke für das Video. Aber warum hat denn das Photon erst mit dem Kristall mit der Umgebung interagiert, warum nicht schon mit dem Spalt? Da wird die Welle/Photon doch zuerst gestreut, bzw umgelenkt. Elip please. (explain like I'm a potato)
  • Könnte es auch sein, daß ein Teilchen in Vergangenheit Gegenwart und Zukunft gleichzeitig existiert? Nur so ein Gedanke von einem Otto Normalo.