Dimensionale Physik
Alles besteht aus Raumzeit
Alles besteht aus Raumzeit
Machen wir mit der Verschränkung weiter. Diese Eigenschaft ist die am schlechtesten verstandene Zutat der gesamten QM. Über die Superposition oder die Unschärfe wird nicht so viel und nicht so kontrovers diskutiert wie über die Verschränkung. In der DP werden wir die Verschränkung sehr leicht erklären können. Ohne den Ansatz aus der DP heraus, lässt sich dazu logisch keine vernünftige Erklärung finden. Starten wir wieder mit einer Erklärung zur Verschränkung.
Die Verschränkung ist wie die Unschärfe aus mathematischen Untersuchungen der QM entstanden. Zur Erklärung des Wasserstoffatoms oder des Doppelspalt hätte es im ersten Schritt keine Verschränkung benötigt. Diese musste nicht wie die Superposition bereits in das mathematische Modell mit eingebaut werden. Das hat sich erst im Nachgang gezeigt.
Bei der Verschränkung kommt eine zusätzliche wichtige Eigenschaft. Diese gilt erst für mehr als ein Teilchen. Superposition und auch die Unschärfe sind für uns schon bei einem einzelnen Teilchen gegeben. Die Verschränkung macht tatsächlich erst ab zwei Teilchen Sinn. Sie koppelt aus Sicht der QM mindestens zwei Teilchen vollständig zusammen. Vollständig, da die getrennten Teilchen mit einer einzigen Wellenfunktion beschrieben werden. Wenn man so will, sind diese Teilchen in der QM gar nicht getrennt. Damit fangen die Probleme beim Verständnis an.
Als Beispiel nehmen wir wieder mal ein Elektron. Jetzt aber zwei Elektronen, die verschränkt sind. Machen wir bei einem Elektron die Messung Spin up, dann muss das andere Elektron zwingend den Spin down haben. Das Ganze passiert instantan und unabhängig von der Entfernung der beiden Elektronen. Wichtig ist, dass nicht ein Elektron von Beginn ab Spin up hatte und das andere Spin down hatte. Auch für verschränket Elektronen gilt das Superpositionsprinzip. Jedes Elektron trägt beide Spins bis zur Messung. Das Elektron welches als erstes gemessen wird, erzeugt damit den exakten Spin für beide Elektronen. Wie gesagt, instantan über eine beliebige Entfernung hinweg. Müssen dann die Elektronen nicht eine Information über die Messung austauschen? Ich bin als Spin up gemessen worden, dann musst du ein Spin down sein. Genau dieser „Informationsaustausch“ ist das Problem im Verständnis der Verschränkung. Der müsste dann mit Überlichtgeschwindigkeit erfolgen. Laut der QM mit einer unendlich schnellen Informationsübertragung.
Die verschiedenen Diskussionspunkte dazu wie Bell, ERP, versteckte Variablen usw. rollen wir hier nicht auf. Hier ist auch ein Punkt, wo ART und QM nicht wirklich zusammenpassen. Obwohl Einstein die QM mit aus der Taufe gehoben hat, konnte er an diesem Punkt der Theorie nicht mehr folgen. Eine Wirkung zwischen zwei Teilchen mit Überlichtgeschwindigkeit ist nun mal gegen jede Grundlage von SRT und ART. Das war als spukhafte Fernwirkung bezeichnet.
Damit zeigt die Verschränkung, dass die Annahme der SRT und ART falsch ist, oder etwas nicht? Klares Ja und Nein! Es hat sich sehr schnell gezeigt, dass bei ausschließlicher Verwendung der Verschränkung ohne einen zusätzlichen Informationskanal keine verwertbare Information übertragbar ist. Die Wirkung auf die Elektronen mit Spin up und Spin down wird instantan entgegen der Annahme der ART übertragen. In der ART (wie diese ohne die DP verstanden wird) ist aber definiert, dass keine Information schneller als das Licht übertragen werden kann. Da wir bei eine für uns verwertbare Information einen zweiten Kanal benötigen, der sich an die Lichtgeschwindigkeit hält, ist laut ART wieder alles in Butter. So die gängige Lehrmeinung.
Meiner Meinung nach hat diese Auslegung die eigentliche Lösungssuche eher verhindert. Das Problem ist nicht gelöst worden. Die Lösung war, es mit dieser Auslegung allen recht zu machen, ohne einen Konflikt zwischen den Theorien zu erzeugen. Im späteren Kapitel zum Doppelspaltexperiment trifft uns diese Lösung dann noch einmal mit voll Wucht. Dort gibt es eine Variante mit „Verspäteter Entscheidung“. Dann wird sogar behauptet, dass die QM rückwärts in der Zeit etwas bestimmen kann. Ein philosophisch fürchterlicher Gedanke und zu 100% entgegen der Annahme der DP.
Versuchen wir eine bessere Lösung zu finden. Unser erster Ansatz ist, wir schauen uns an auf welchen Wegen wir Teilchen verschränken können. Dies wird meist über zwei Verfahren erreicht:
In beiden Fällen wird versucht entweder aus einer Raumzeitdichte zu starten oder getrennte Raumzeitdichten sehr eng ohne Störung zusammen zu bringen. Wir müssen für eine Verschränkung Raumzeitdichten überlagern. Das bringt uns die Lösung.
Für jedes beliebige Teilchen haben wir eine Raumzeitdichte in 3D und zusätzlich die 2D Abbildungen. Kommen sich nun die 3D Abbildungen sehr nahe oder stammen aus der identischen Raumzeitdichte, dann können sich diese Raumzeitdichten überlagern. Das passiert in 3D. Wie wir beim Tunneleffekt gesehen haben, kann wegen der „Wellendarstellung“ die Überlagerung schon anfangen, wenn wir diese noch nicht als vollständig überlagert ansehen würden. Dann kann es in 2D gemeinsame Abbildungen für zwei getrennte 3D Raumzeitdichten geben. Es kann nicht nur, es müssen sogar gemeinsame Abbildungen sein. Jede separate Raumzeitdichte in 3D hat in ihrem Volumen eine Schnittmenge des Gesamtvolumens belegt. Die 2D Abbildungen aus der 3D Raumzeitdichte müssen daher identisch sein. Wir erhalten für getrennte 3D Raumzeitdichten genau eine Superposition.
Warum bleibt die Verschränkung erhalten, wenn wie die Teilchen in 3D räumlich trennen? Das erledigt wie immer die dimensionale Schnittstelle für uns. Wir bekommen über diese Schnittstelle keine Zeit und keine geometrischen Informationen wie eine Länge oder Strecke. Wie will eine 2D Abbildung für sich erkennen, dass sich diese in 3D getrennte Darstellungen sind? Klare Antwort: Gar nicht. In 2D gibt es weder die Entfernung noch die Zeit aus 3D. Mit dieser Lösung können wir wieder Forderungen an die Verschränkung stellen:
Damit erhalten wir alle experimentell bestätigten Eigenschaften der Verschränkung. Wiederum ist die Diskussion über lokal oder nicht lokal bei der Verschränkung unsinnig. Verschränkung spielt sich in unterschiedlichen Raumzeitkonfigurationen ab, in denen man den Begriff lokal nicht übertragen kann.
Wenn wir den historischen Streit von Einstein und Bohr zu QM und ART ansehen, dann können wir bereits jetzt schon feststellen, dass wie so oft im Leben Beide recht hatten. In der QM erfolgen bestimmte Dinge instantan. In unserer Raumzeit ist es nicht möglich Informationen schneller als das Licht zu übertragen. Beides funktioniert gemeinsam aber in getrennten und dimensional unterschiedlichen Raumzeiten.
Dass soll es schon gewesen sein? Ja, genau, mehr wird es nicht. Die bis jetzt nur schlecht verstandene Verschränkung ergibt sich zwingend aus unserem Ansatz für die Superposition. Wenn sich getrennte Raumzeitdichten zu nahekommen oder aus einem einzigen Raumzeitdichte heraus erzeugt werden erhalten wir fast immer eine Verschränkung. Die Eigenschaften der Verschränkung sind nicht mysteriös, sondern müssen exakt so vorhanden sein.