Mario Sedlak
Quantentheorie
Wissenschaft
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Irrtümer über den Welle-Teilchen-Dualismus

Einige populäre Irrtümer über die Quantentheorie gehen auf einen falsch verstandenen Welle-Teilchen-Dualismus zurück.

Wahr ist: Beispiele
  • Es ist keine "bewusste Beobachtung" nötig, damit aus einer Welle "ein Teilchen wird". Auch wenn es nur theoretisch möglich wäre, die Bahn eines Teilchens zu verfolgen, dann zeigt es schon keine Welleneigenschaften mehr.
  • Neutronen durchdringen einen Graphitblock normalerweise wie eine Welle. Wenn ein Neutron jedoch bei einem Zusammenstoß seine Drehrichtung (Spin) mit der eines Atoms tauscht, verhält es sich wie ein Teilchen, weil nachvollziehbar ist, wo es kollidiert ist. Ob irgendjemand tatsächlich dieses Atom findet, ist vollkommen unbedeutend.[1]
  • Im Doppelspalt-Experiment sieht man kein Wellenmuster, wenn man die Bahn der Teilchen berechnen könnte.
  • Ein Experimentator macht nicht Teilchen zu Wellen oder umgekehrt – er misst lediglich die einen oder anderen Aspekte eines Phänomens, das nicht anschaulich interpretierbar ist, aber dennoch unabhängig vom Beobachter existiert. Das folgt aus der objektiven und exakten Beschreibung durch die Quantentheorie.
Doppelspalt-Experimente mit verschränkten Teilchen
  • Es gibt nicht nur die zwei Möglichkeiten "Welle" oder "Teilchen", sondern einen fließenden Übergang!

Im Doppelspalt-Experiment verblasst das Wellenmuster umso mehr, je sicherer wir sein können, von welchem Spalt ein Teilchen gekommen ist.

  • Teilchen, die zu einer Welle gehören, sind genauso real wie die Welle.
Ich dachte selbst sehr lange, dass Licht "eigentlich" eine Welle ist und Lichtteilchen (Photonen) nur eine theoretische Vorstellung der Quantentheorie sind. Aber das müsste dann auch für Elektronen gelten, denn die unterliegen genauso dem Welle-Teilchen-Dualismus.

Weiter

Quantentheorie: Verschränkte Quantenzustände
Physik: Treibhauseffekt

Quellen

[1] Richard P. Feynman u. a.: Vorlesungen über Physik. Band 3: Quantenmechanik. München: Oldenburg, 1987 (amerik. Original 1963), S. 58–60