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Donnerstag, 21. Juli 2016

Neurowissenschaftler entdecken einen rätselhaften optischen Tunnel im menschlichen Gehirn

Zusätzliche, optische Kommunikationskanäle im Gehirn entdeckt
Wissenschaftler an den Universitäten Calgary und Alberta in Kanada haben eine Verbindungsart zwischen Neuronen ermittelt, die für die moderne Wissenschaft prinzipiell neu ist, berichtet die Webseite BioRxiv unter Berufung auf die Forscher.

Es ist bekannt, dass Neuronen auch Photonen emittieren können
Es handle sich bei den entdeckten Kanälen um Photonentunnel im Menschenhirn. Wie die Biologen bereits früher herausgefunden hatten, können die Nervenzellen Photonen ausstrahlen, welche Verbindungen zwischen Neuronen sichern können.

Mithilfe der mathematischen Modellierung wurde festgestellt, dass die (elektrisch isolierenden) Myelinhüllen, die die Neuronenfortsätze umschließen, als Hohlleiter dienen können. Sie treten in Verbindung mit den von den Nervenzellen ausgestrahlten Biophotonen. Als Ergebnis entstehen im Menschenhirn optische Quantennetzwerke, die der Übertragung von Informationen dienen. 

Betrachtet man diese neue Entdeckung so erkennt man: Unsere Gehirnaktivität hat mehr mit Quanten-Prozessen zu tun als so mancher Forscher es für möglich gehalten hat! Es laufen sowohl normale als auch Quanten-Prozesse ab.
Quellen: BioRxiv und Universitäten Calgary / Alberta in Kanada 
Bildquellen: Fotolia, IPN und oben genannte Forschergruppe
Link: http://biorxiv.org/content/early/2016/07/07/062745
PDF-Link: http://biorxiv.org/content/early/2016/07/07/062745.full.pdf+html

Montag, 22. Februar 2016

Das Doppelspaltexperiment - ganz einfach erklärt (inkl. Zeichentrick-Video)

Beim Doppelspaltexperiment lässt man kohärentes Licht (oder auch Teilchen) durch eine Blende mit zwei schmalen, parallelen Schlitzen treten. Auf einem Beobachtungsschirm hinter der Blende zeigt sich dann (durch die Interferenz des Lichtes, welches die beiden Blendenöffnungen passiert) ein Interferenzmuster. Bei monochromatischem Licht besteht dieses aus hellen und dunklen Streifen, ansonsten kommen Farberscheinungen hinzu.

Das Doppelspaltexperiment kann (wie schon oben gesagt) nicht nur mit den „Wellen" des Lichts, sondern auch mit Materieteilchen wie z.B. (Elektronen, Neutronen, Atomen, Fulleren-Molekülen usw.) durchgeführt werden.

Es zeigt sich auch in diesen Fällen ein Interferenzmuster wie bei der Durchführung mit Licht. Das bedeutet, dass auch klassische Teilchen unter bestimmten Bedingungen Welleneigenschaften zeigen man spricht dann (vereinfacht) von „Materiewellen". Mit dem Doppelspaltexperiment kann man so den Welle-Teilchen-Dualismus demonstrieren, der nur im Rahmen der Quantenmechanik erklärt werden kann. Dieses Experiment gilt als das wichtigste Experiment der Quantenmechanik, es ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie die Quantenmechanik unsere Weltanschauung verändert. Aber auch in der Bewusstseinsforschung ist das Doppelspaltexperiment von großer Bedeutung. Denn - das Experiment zeigt eindeutig- das die Veränderung ob sich die Teilchen als Welle oder als Teilchen verhalten, einzig und alleine von deren Messung, also von der Beobachtung durch einen Beobachter, somit durch ein Bewusstsein abhängt.

Das kleine Zeichentrick-Video zeigt das Experiment so vereinfacht dargestellt, dass es wirklich für jeden leicht verständlich ist.

Das Doppelspalt-Experiment Video 6:28 Minuten

Wer das Doppelspaltexperiment genauer betrachten will, findet entsprechende Videos und Beschreibungen auf einigen unseren Seiten unter: LINK

Viel Spaß mit dem Video!

Donnerstag, 8. Oktober 2015

Kann man Eigenschaften des absoluten Nichts, des Vakuums, messen?

Quantenphysik: Messung aus dem Nullraum sind möglich
Bislang glaubten Wissenschaftler, dass dies unmöglich ist. Konstanzer Physiker haben nun das Gegenteil bewiesen und sogenannte Vakuum-Fluktuationen von Quanten (auch Quanten- oder Nullpunktsfluktuation genannt) gemessen, deren Existenz galt bislang nur theoretisch als erwiesen. Das Forscherteam um Prof. Dr. Alfred Leitenstorfer von der Universität Konstanz berichtet, dass es messbare, Felder selbst im absoluten Nichts (Vakuum) und bei völliger Dunkelheit, wenn Licht und Radiowellen komplett verschwinden, gibt.

Die Vakuum-Fluktuationen existieren
Die Existenz von Vakuum-Fluktuationen ergibt sich aus der sog. Heisenbergschen Unschärferelation, die besagt, dass elektrische und magnetische Felder niemals gleichzeitig verschwinden können. Somit müssen selbst im Grundzustand von Licht und Radiowellen, also in absoluter Dunkelheit, endliche Schwankungen des elektromagnetischen Feldes auftreten. Ein unmittelbarer experimenteller Nachweis dieses grundlegenden Phänomens galt bislang aber als grundlegend ausgeschlossen, da Forscher davon ausgingen, dass sich Vakuum-Fluktuationen stets nur indirekt in der Natur manifestieren, in einem breiten Spektrum an Konsequenzen. „Diese reichen von der spontanen Lichtemission angeregter Atome beispielsweise in einer Leuchtstoffröhre bis zu Einflüssen auf die Struktur des Universums bereits während des Urknalls“, so die Pressemitteilung der Universität Konstanz. ... 

Immer mehr lüftet sich der Schleier, der über der Wirklichkeit liegt.
Hintergrund: Mit Lichtimpulsen, die kürzer sind als die halbe Lichtschwingung im untersuchten Spektralbereich, konnten die Fluktuationen nun experimentell nachgewiesen werden. Durch die extreme Präzision im Femtosekundenbereich – also dem Millionstel einer Milliardstel Sekunde – konnten die Forscher erstmals direkt beobachten, „dass wir ständig von elektromagnetischen Vakuum-Fluktuationsfeldern umgeben sind“, so Leitenstorfer und führt abschließend – von den Ergebnissen selbst überrascht – weiter aus: „Das wissenschaftlich Überraschende an unseren Messungen ist, dass wir direkt Zugriff auf den Grundzustand eines Quantensystems gewinnen, ohne diesen zu verändern, beispielsweise durch Verstärkung auf endliche Intensität. Es hat uns ein paar Jahre lang schlaflose Nächte beschert – wir mussten alle Möglichkeiten eventueller Störsignale ausschließen. Insgesamt stellt sich heraus, dass unser Zugang auf elementaren Zeitskalen, also kürzer als eine Schwingungsperiode der untersuchen Lichtwellen, den Schlüssel darstellt zum Verständnis der überraschenden Möglichkeiten, die unser Experiment erschließt.“
Die Forschungsergebnisse sind von fundamentaler Bedeutung für die Weiterentwicklung der Quantenphysik.
Quelle: Fachjournal „Science“ (DOI: 10.1126/science.aac9788
Link: http://www.sciencemag.org/content/early/2015/09/30/science.aac9788.abstract

Zusatzlinks
Vakuum-Fluktuationen: https://de.wikipedia.org/wiki/Vakuumfluktuation
Heisenbergsche Unschärferelation: https://de.wikipedia.org/wiki/Heisenbergsche_Unsch%C3%A4rferelation


Mittwoch, 30. September 2015

Quantenphysik: Forscher wollen erstmals einen Organismus in zwei Zustände (= Superposition) gleichzeitig versetzen.

Bakterie wird in den quantenphysikalischen Zustand der Superposition versetzt.
Es bahnt sich eine Revolution und ein Paradigmenwechsel im Bereich der Quantenphysik an. Hintergrund: Als Superposition bezeichnet man einen von der Quantentheorie vorhergesagten Zustand eines Teilchen, in dem dieses an zwei unterschiedlichen Orten bzw. in zwei unterschiedlichen Zuständen zugleich existiert und sein endgültiger Zustand sich erst durch eine Messung bzw. Beobachtung (durch das sog. Beobachter/Bewusstsein) entscheidet. Der Abschluss einer Messung ist erst dann gegeben, wenn ein beobachtendes Bewusstsein die Messung vorgenommen und wahrgenommen hat. 


Symbolbild: Bakterium © Fotolia
Nachdem Forscher bereits 2013 eine mikroskopisch kleine Membran in den Zustand der Superposition versetzt haben, planen sie jetzt erstmals auch einen lebenden Organismus in gleichzeitig zwei Existenz-Zustände zu versetzen.

Wie die Forscher um Tongcang Li von der Purdue University und Zhang-Qi Yin vom Centre for Quantum Information an der Tsinghua University in Peking vorab schon auf „ArXiv.org“  berichten, basiert ihr geplantes Experiment auf der erfolgreichen Versetzung einer mikroskopisch kleinen Membran aus Aluminium, die Wissenschaftler schon 2013 erfolgreich in den Zustand der Superposition versetzt hatten (siehe den Bericht dazu). ... 

Freitag, 18. September 2015

Quantenverhalten von großen organischen Molekülen nachgewiesen (und es geht doch!)

In der Quantenmechanik gab es schon 2011 einen wichtigen Rekord, das Quantenverhalten von maßgeschneiderten organischen Makromolekülen nachzuweisen. Vielen Skeptikern war (und ist) dieses gelungene Experiment ein "Dorn im Skeptiker-Auge". 

Künstlerische Darstellung der komplexesten und massivsten Moleküle (PFNS-10, TPP-152)
mit denen Quanteninterferenz nachgewiesen werden konnte Illustration: Mathias Tomandl
Ein ganz besonderer Rekord im Nachweis quantenphysikalischer Eigenschaften von Nanopartikeln gelang Quantennanophysikern der Universität Wien schon 2011. In Kooperation mit Chemikern aus der Schweiz und den USA kam es zu einen bemerkenswerten Nachweis: Erstmals wurde das Quantenverhalten von Molekülen aus mehr als 400 Atomen nachgewiesen. Dabei stellen die WissenschafterInnen mit dem "Molekularen Oktopus" – angelehnt an die Gestalt der verwendeten Moleküle – einen wichtigen Aspekt des Gedankenexperiments "Schrödingers Katze" nach. ... 

Beachtete Atome können sich nicht mehr bewegen (Quantenphysik)

Kurz notiert
Quantenmechanik: Ultraschnelle Messungen führen zum Effekt des "Totalen Erstarrens"
Ein Team von Physikern der US-amerikanischen Cornell University fand weitere Hinweise auf den sogenannten Quanten-Zeno-Effekt. In einem Laser-Experiment gelang es ihnen durch ultraschnelle Messungen die Atome von extrem abgekühltem Rubidiumgas zum Stillstand zu bringen. Der Effekt ist bemerkenswert. Die beobachteten Atome können sich vermutlich nur unter völliger Dunkelheit oder unter bestimmten Lichtwellenlängen bewegen. Sie wurden sinnbildlich nicht von einem Foto "eingefroren", sondern viel mehr von dem Blitzlicht der Kamera.
Quelle: Cornell University
Link: http://physicsbuzz.physicscentral.com/2015/09/quantum-locked-physicists-demonstrate.html

Mittwoch, 1. April 2015

Was ist eine Quantenteleportation

Kurz: Quantenteleportation ist die Übertragung von Quantenzuständen mithilfe einer sofortigen (bzw. instantanen) Zustandsänderung miteinander verschränkter Quantensysteme.
Hintergrund: Der Traum vom Beamen rückt näher - wenn auch nur von Daten. Zumindest wurde wieder ein neuer Übertragungsrekord aufgestellt.

Die Quantenphysik an sich bietet eine Beschreibung der Welt auf kleinsten Skalen und macht dazu seltsame Aussagen, die unser Verständnis der Welt und ihrer Logik ernsthaft herausfordern. Besonders schwierig zu erklären ist das Phänomen der Verschränkung, das in den vergangenen 30 Jahren intensiv erforscht worden ist. Verschränkte Teilchen scheinen sich zufällig zu verhalten, dennoch über weite Distanzen hinweg voneinander zu wissen, sodass ihr Verhalten korreliert ist (=Nichtlokalität).

Die "Nichtlokalität" ist mehr als nur eine abstrakte und erstaunliche Seltsamkeit oder ein Paradoxon. Sie stellt die normale Physik (klassische Physik)* vor unlösbare Denk-Probleme. Nur der Quantenphysiker traut sich an das faszinierendsten Gebiete der modernen Physik heran.
Durch das Phänomen der Verschränkung wird u.a. auch "Quantenteleportation" möglich, deren unermessliche Möglichkeiten selbst von Science-Fiction Autoren nur erahnt werden kann.

Quantenkommunikation: Die Möglichkeit der Datenübertragung in Echtzeit rückt näher – zumindest brachen die Physiker um Nicolas Gisin von der Université de Génève ihren eigenen, vorherigen Rekord einer Quantenteleportation von sechs Kilometern. 2014 gelang es ihnen, den Quantenzustand eines Photons über 25 Kilometer hinweg verzögerungsfrei in einem Glasfaserkabel auf einen Kristall zu übertragen, ohne dass dieser sich unterwegs verändert. Der Kristall dient dabei als eine Art spezieller Datenspeicher, der die Informationen des Photons aufnimmt und speichert, ohne dass die beiden direkt miteinander in Kontakt geraten. Laut der Theorie hinter der Quantenteleportation verhalten sich kleinste Teilchen selbst über große Strecken wie Zwillinge, wenn sie miteinander verschränkt sind (siehe auch Quantenverschränkung). ...

Sonntag, 8. März 2015

Die Wunder der Quantenphysik leichter verstehen (Verschränkung)

Stellen Sie sich vor …
Verschränkte Würfel | © IPN
… man könnte Spiel-Würfel quantenmechanisch miteinander verschränken. Selbst über Lichtjahre voneinander entfernt, bestünde ein unsichtbares Informations-Band zwischen ihnen. Jeder Wurf würde stets eine zufällige Augenzahl ergeben; allerdings würden beide Würfel wie gezinkte Würfel immer das gleiche Ergebnis liefern. Fällt der eine auf die Sechs, so fällt auch der andere auf die Sechs und das zum gleichen Augenblick.

Ein Wunder, sagen Sie? Genau dieses Phänomen zeigen zum Beispiel Lichtteilchen, die Physiker bereits über mehrere hundert Kilometer miteinander verschränken konnten.

Verschränkung: Der Härtetest auf den Kanaren: Zwei verschränkte Lichtteilchen zeigten auch 144 Kilometer voneinander entfernt die „spukhafte Fernwirkung“. Der Effekt könnte in Zukunft z.B. eine vollkommen abhörsichere Kommunikation ermöglichen. ... 

Sonntag, 1. März 2015

Hohe Effizienz bei der Photosynthese durch Quantenphysikalische Überlagerung

Weiterer Quanteneffekt in der Natur nachgewiesen
Quantenmechanischen Wellenzustände sorgen für eine extrem effiziente und schnelle Umwandlung des Sonnenlichts in chemische Energie. 


Pflanzen beziehen die Energie, die sie zum Wachstum benötigen, aus dem Sonnenlicht. Bei diesem Prozess, der Photosynthese, wandeln sie die Energie der Lichtteilchen in chemische Energie um. Diese dient zum Aufbau von Kohlenstoffverbindungen und damit zur Energiespeicherung und zum Wachsen der Pflanze. Bislang war aber noch völlig unverstanden, auf welche Weise die Natur zumindest bei den ersten Schritten dieses komplexen biochemisch-physikalischen Vorgangs eine fast perfekte Effizienz erreicht. Nahezu jedes Lichtteilchen, das auf die grünen Chlorophyll-Moleküle im Blattgrün trifft, führt zu Entstehung getrennter elektrischer Ladungen, die die Energie für den weiteren Vorgang liefern. Ein internationales Forscherteam um Rienk van Grondelle von der Freien Universität Amsterdam hat nun herausgefunden, dass typische Quanteneffekte für einen raschen und hocheffizienten Ablauf der Photosynthese sorgen. Wie sie im Fachblatt „Nature Physics“ schreiben, könnten solche Mechanismen auch für künftige Technologien zur Energiespeicherung interessant sein. „Das Sonnenlicht regt zunächst eine Gruppe von Chlorophyll-Molekülen an“, sagt Erstautorin Elisabet Romero von der Amsterdamer Arbeitsgruppe. Gemeinsam mit Kollegen der Moskauer Staatlichen Universität und der Universität Lund in Schweden haben die Forscher verfolgt, wie die extrem schnellen Anregungsprozesse sich dann weiter entwickeln. Hierzu bestrahlten sie Proben, die sie aus Spinat gewannen, mit einer Reihe ultrakurzer Laserpulse. So konnten sie nachverfolgen, wie sich das gesamte System über die Zeit verhielt. Die Lücke zwischen den Beobachtungen konnten die Forscher mit Hilfe von Berechnungen und Computersimulationen schließen. ...

Freitag, 27. Februar 2015

Die meisten Algen beherrschen die Quantenmechanik

In der Natur kommen Quantenmechanische Effekte öfter vor, als allgemein gedacht. Zum Beispiel treten im Photosynthesekomplex von Schwefelbakterien verschränkte Quantenzustände auf.

Die Quantenphysik spielt bei biologischen Vorgängen offenbar eine viel größere Rolle, als man es bis heute für möglich gehalten hat. So benützt eine bestimmte Meeresalge die quantenmechanisch kohärenten Anregungen ihrer Pigmentmoleküle bei der Photosynthese.

Photosynthese quantenmechanisch verschränkt
Doch auch die quantenmechanische Verschränkung ist bei der Photosynthese wichtig, wie Modellrechnungen zeigen, die Forscher um Dr. Graham Fleming von der UC Berkeley durchgeführt haben.



Bild: Das FMO-Protein transportiert Anregungsenergie von der Lichtantenne zum Reaktionszentrum. 
Dabei sind die im Protein sitzenden Chromophoren (grün) in verschränkten Quantenzuständen. 
(©: Mohan Sarovar et al., Nature Physics)

Dr. Fleming und seine Kollegen haben den Lichtsammelkomplex des grünen Schwefelbakteriums Chlorobium tepidum untersucht. Das untersuchte Bakterium nimmt Photonen mit seinen lichtsammelnden Chlorosom-Antennen auf und leitet die dabei frei werdende Anregungsenergie in elektronischer Form zu einem Reaktionszentrum weiter, wo dann die eigentliche Photosynthese stattfindet. Der Energietransport von der Antenne zum Reaktionszentrum verläuft dabei durch den sogenannten Fenna-Matthews-Olson- oder FMO-Komplex, der aus drei gleichen Proteinen mit jeweils sieben Bakteriochlorophyll-Molekülen oder Chromophoren besteht. ...

Freitag, 20. Februar 2015

Eine neue Quanten-Gleichung erklärt Universum ohne Urknall

Eine Überlegung: Ein Wissenschaftlerteam hat ein neues Modell vorgestellt, das davon ausgeht, dass das Universum nie einen Anfang gehabt hatte.

Erweiterte Grafik zum Urknall-Modell | Copyright: NASA
Das aktuelle, am weitesten akzeptierte Modell um die Entstehung unseres Universums geht davon aus, dass es vor etwa 13,8 Milliarden Jahre aus einem winzigen Punkt entstand, der als Singularität bezeichnet wird. Dieser Punkt war kleiner als ein Atom aber von unendlicher Dichte, und in dieser Singularität gab es weder die Zeit noch den Raum. Erst als er in dem sogenannten »Urknall«, in Form einer gewaltigen »Explosion« auseinander brach, expandierte unser Universum und so konnten Elemente, Materie und Himmelskörper entstehen.

Nun aber haben kanadische und ägyptische Physiker in enger Zusammenarbeit ein neues, radikales Modell vorgestellt, in dem das Universum weder einen Anfang hatte noch ein Ende haben wird und stattdessen ewig existiert. Ihr Modell würde sogar die hoch komplexe Theorie der Quantenmechanik und Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie verbinden, um die Existenz des Universums zu erklären und kommt dabei ohne die Dunkle Materie und Dunkle Energie aus – zwei hypothetische Kräfte, ohne die die aktuelle Urknalltheorie nicht erklärt werden kann.

Gott vor dem Urknall - mach ich einen, oder mach ich keinen?
In dem neuen Modell befindet sich unser Universum in einer Art Quantenflüssigkeit, die aus Gravitonen besteht. Diese hypothetischen, masselosen Teilchen gelten als Träger der Gravitationskraft und spielen in der Theorie der Quantengravitation eine große Rolle. Wie das Physikerteam in »phys.org« schildert, würden astronomische Beobachtungen und die Dichte des Universums ihre Theorie bekräftigen.

"Die Urknall-Singularität ist das größte Problem der allgemeinen Relativitätstheorie, da die Gesetze der Physik genau hier zusammenbrechen", zitiert Phys.org einen der Autoren der aktuell im Fachjournal "Physics Letters B" (DOI: 10.1016/j.physletb. 2014.12.057) und vorab auf arXiv.org veröffentlichten Studie, Ahmend Farag Ali von der Benha University und der Zewail City of Science and Technology in Gizeh.
Die Urknalltheorie stand schon immer im Kreuzfeuer, denn sie steht im krassen Widerspruch zu der Allgemeinen Relativitätstheorie, die keine Singularität akzeptiert.
Quellen: Fernando C a l v o (12.02.2015) u.a.
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sie glauben weder an den Urknall, noch an eine andere wissenschaftlich fundierte Entstehungsgeschichte, noch an die Evolution.

Bildquelle: Unbekannt

Freitag, 24. Oktober 2014

Erwin Schrödingers berühmtes Gedankenexperiment: "Schrödingers Katze"

Das Gedankenexperiment: In einem abgeschlossenen Käfig befindet sich ein instabiler Atomkern, der innerhalb einer bestimmten Zeitspanne mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zerfällt. Das passiert völlig zufällig, man kann nicht vorhersagen wann es geschieht.
Aber wenn der Atomkern zerfällt, wird durch diese Aktion ein Mechanismus ausgelöst der ein verschlossenes Reagenzglas zertrümmert, in dem sich ein hochwirksames Gift befindet, das – dann eine Katze die sich auch im Käfig befindet tötet.


Nach Ablauf einer Stunde schaut der Experimentator in der Kiste nach was geschehen ist. Die Kiste wird geöffnet. Und ab hier unterscheidet sich die Welt der Quantenphysik von unserer normalen Welt.

In unserer Welt würde man folgendes feststellen
In dem Moment, in dem der Experimentator in den Käfig hineinschauen wird, wird er sehen, ob die Katze lebendig oder tot ist. Wenn sie lebt, ist sie unverändert seit Beginn des Experiments in diesem Zustand. Wenn sie tot ist, ist sie irgendwann im Laufe der letzten Stunde gestorben – weil sie durch das Gift getötet wurde. Ob wir messen/beobachten oder nicht, hat nach unsrer derzeitigen Erkenntnis nichts damit zu tun, wie das Experiment abgelaufen ist - also ob die Katze noch lebendig ist, oder tot.

In der Quantenwelt sieht das Experiment ganz anders aus:
In dem Moment, in dem der Experimentator/Beobachter in den Käfig hineinschauen wird, entscheidet sich, ob die Katze lebendig oder tot ist. Bis dahin – seit Beginn des Experimentes – befand sich das Ergebnis der Beobachtung in einem überlagerten Zustand, die Katze war bis zur Beobachtung lebendig und tot zugleich. Erst wenn man hineinschaut, also im Moment der Messung bzw. Beobachtung, wird der Zustand endgültig festgelegt. Das heißt vereinfacht: Beobachten bzw. messen beeinflusst das Ergebnis des Experiments nachhaltig.

Was will Schrödinger mit diesem Gedankenexperiment sagen?
Schrödinger zeigt damit das Prinzip der Überlagerung: Zwei Zustände, die sich eigentlich ausschließen, können gleichzeitig auftreten. (In der normalen physikalischen Welt ist das scheinbar nicht so.) Schrödinger zeigt das Prinzip der Beeinflussung einer Sache durch die Messung, also den Beobachter. Durch die Messung/Beobachtung wird ein quantenphysikalische Zustand erst festgelegt. (So ist es wenigstens in der Quantenwelt!)
Schrödinger illustriert mit diesem Dedankenexperiment auch das sehr berühmte Doppelspaltexperiment, in dem Elektronen oder Photonen durch zwei Löcher gleichzeitig fliegen.

Siehe dazu auch das "Doppelspaltexperiment" ein 3 Minuten Video
Videolink: https://www.youtube.com/watch?v=Ia5IsjVE-EM
Bildquelle: Unbekannt

Samstag, 26. April 2014

Mathematiker erbringen den Beweis für die Möglichkeit eines Urknalls aus dem Nichts

Eine der großen grundlegenden Theorien der modernen Kosmologie ist die Vorstellung von der Entstehung des Universums durch den sogenannten Urknall. Der Urknall selbst ist dabei nicht bloß ein reines theoretisches Konstrukt, sondern er wird auch von einer ganzen Reihe von Indizien und Beweisen gestützt.
Urknall12ccDoch trotz aller Indizien steht einen grundlegende Frage weiterhin offen im Raum: Was war vor dem Urknall bzw. woraus konnte das Universum entstehen? Eine Theorie vermutet, dass der Urknall selbst das Ergebnis von Quantenfluktuationen aus dem "Nichts" heraus ist. Jetzt haben Mathematiker zumindest mathematisch nachgewiesen, dass ein solches Szenario möglich wäre.
Link-Originalarbeit: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/ed7ed0f304a3

Freitag, 29. Oktober 2010

Die Elektrische Adressierung eines Quantenbits - (Forschung)

Die elektrische Kontaktierung eines Bits in der Quantenwelt
Hamburger Forschergruppe gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Quanten-Informationstechnologie

Der "Quanten-Geist" in der Maschine
Die deutsche Forschergruppe von Prof. Wiesendanger kann zum ersten Mal im Labor einzelne Quantenbits in einem Halbleiter adressieren. Dies ist ein weiterer wichtiger Schritt auf dem Weg zum Zeitalter der Quanten-Informationstechnologie.

Abb. 1: (a) Rastertunnelmikroskopische Abbildung von fünf Quantenbits (Eisenatome, blau), die in die Oberfläche von Indiumantimonid (gelb) dotiert sind. (b) Schematische Darstellung des Adressierens, bei dem mittels eines magnetischen Lesekopfes (Spitze) der Spin der an das Eisenatom gebundenen Elektronen (Pfeile) ausgelesen werden kann.
Quelle: Jens Wiebe, SPM-Gruppe von Prof. Roland Wiesendanger, Universität Hamburg

Sämtliche digitalen Geräte unseres derzeitigen Informationszeitalters basieren auf Rechenoperationen, die von Mikroprozessoren durchgeführt werden. Damit die Prozessoren rechnen können, werden in ihm die Zahlen in Ansammlungen so genannter Bits gespeichert und weiterverarbeitet. Das Bit, ein Zustand der entweder "1" oder "0" sein kann, ist also der Grundbaustein der Informationstechnologie. Heutzutage sind die Prozessoren im Wesentlichen aus Unmengen kleinster Transistoren aufgebaut, die auf Silizium-Wafern aufgebracht sind. ...