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47 von 77
Verschränkte Welt
Faszination der Quanten
Verfasserangabe: Hrsg.: Jürgen Audretsch
Jahr: 2002
Verlag: Weinheim [u.a.], Wiley-VCH
Mediengruppe: Buch
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 Vorbestellen Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a Standorte: NN.PR Versch / College 6a - Naturwissenschaften Status: Verfügbar Frist: Vorbestellungen: 0
Inhalt
Möchten Sie gleichzeitig auf zwei Hochzeiten tanzen? Sie meinen, das geht nicht? Doch, in der Quantenwelt ist's möglich! In dieser Welt kann sich ein Teilchen wie eine Welle verhalten und sich somit an vielen Orten gleichzeitig befinden. Dies widerspricht natürlich unseren täglichen Erfahrungen. Was soll man daher darunter genau verstehen? Was müsste im Übergangsbereich zwischen klassischer Welt und Quantenmechanik stattfinden? Dies sind nicht nur spannende Fragen, die in diesem Werk leicht nachvollziehbar beantwortet werden. Nein, die Verknüpfung der beiden Welten wird in der nahen Zukunft tatsächlich konkrete und anwendungsbezogene Auswirkungen in unserem Alltag hervorbringen. Sie wird beispielsweise unsere herkömmlichen Methoden der Informationsverarbeitung erweitern und verbessern, denn mit Hilfe der Quantenkryptographie können wir abhörsicher kommunizieren und mit Quantencomputern hochkomplizierte Aufgaben in kürzester Zeit lösen. Lassen Sie sich in die "verschränkte Welt" der Quanten entführen! (Verlagsinformation)
 
 
/ AUS DEM INHALT: / / / Die Autoren XI Vorwort XIII 1 Blick in die Quantenwelt I: Grundlegende Phänomene und Konzepte 1 Jürgen Audretsch 1.1 Einleitung 1 1.2 Beugung am Einzelspalt 3 1.3 Atomoptik 6 1.4 Der Quantenbereich 10 1.5 Quantenmessung 13 1.6 Eine Theorie für den Quantenbereich 16 1.7 Der Quanten-Zeno-Effekt: Wie man die dynamische Entwicklung stoppt 19 1.8 Photonen: Quantenobjekte des Lichts 20 1.9 Kann man im Dunkeln sehen? Wechselwirkungsfreie Quantenmessung 21 1.10 Was ist real? Interpretationen der Quantentheorie 25 Literatur 30 2 Blick in die Quantenwelt II: Verschränkung und ihre Folgen 33 Jürgen Audretsch 2.1 Einleitung 33 2.2 Zusammengesetzte Systeme und verschränkte Quantenzustände 34 2.3 Welcher-Weg-Information: Verschränkung zerstört die Interferenzfähigkeit 37 2.4 Verborgene Parameter: Alles nur klassische Physik? 40 2.5 Die Bell'sche Ungleichung: Grenzen der klassischen Physik 44 2.6 Der Lauscher wird entdeckt: Quanten-Kryptographie 47 2.7 Schafe kann man klonen, Photonen nicht 50 2.8 Die Teile und das Ganze 53 Literatur 54 3 Die Bohr-Einstein-Debatte und das Grundproblem der Quantenmechanik 55 Carsten Held 3.1 Einsteins Argument gegen die Quantenmechanik als vollständige Beschreibung (1927) 56 3.2 Einsteins Versuch, die Unbestimmtheitsrelationen zu umgehen, und Bohrs Gegenargumente (1927-1930) 62 3.3 Das EPR-Argument als indirektes Argument für die Unvollständigkeit der Quantenmechanik 68 3.4 Nichtlokalität, Verschränktheit und Kontextabhängigkeit 73 Literatur 75 4 Ein Ausflug in die Quantenwelt 77 Robert Löw und Tilman Pfau 4.1 Erste Schritte in der Quantenwelt 77 4.1 7MX Historie der Quantentheorie 78 4.3 Kühltechniken und Atomlaser 83 4.4 Kohärenz und Verschränkung 88 4.5 Neue Dimensionen in der Quantenwelt: Der Quantencomputer 91 4.6 Ansätze für die Quanten-Hardware 93 4.7 Grundlegende Fragen und Ausblick 94 5 Verschränkte Quantensysteme: Vom Welle-Teilchen-Dualismus zur Einzel-Photonen-Lichtquelle 95 Gerhard Rempe 5.1 Der Welle-Teilchen-Dualismus 97 5.2 Die Quantenschnittstelle 108 5.3 Die Einzel-Photonen-Lichtquelle 112 Schlussbemerkung 118 Literatur 118 6 Quanteninformation 119 Harald Weinfurter 6.1 Auf dem Weg zur Quanteninformatik 119 6.2 Grundlagen der Quanteninformatik 121 Die Bell'sche Ungleichung 124 Quantenkryptographie 126 Quantenteleportation 129 Quantencomputer 130 6.3 Experimentelle Realisierungen und Entwicklungen 132 6.4 Zusammenfassung 139 Literatur 139 7 Quantenrechner - die neue Generation von Supercomputern? 141 R. F. Werner 7.1 Einleitung 141 7.2 Quanteninformation 142 Quantenmechanik und statistische Interpretation 142 Quanteninformation 144 Kopieren, Teleportieren und Bellsche Ungleichungen 147 7.3 Superposition und Verschränktheit 149 Das Superpositionsprinzip als Quelle neuer Möglichkeiten 150 Superposition in komplexen Zahlen 152 Verschränkte Zustände 152 7.4 Quantenrechner und Komplexität 154 Komplexität 155 Was Quantencomputer nicht können 157 Berechnung klassischer Funktionen 157 7.5 Der Shor-Algorithmus 158 Reduktion auf das Problem der Periodensuche 158 Stochastische Aspekte 159 Der Quanten-Algorithmus 161 Schritt 1: Der Anfangszustand 162 Schritt 2: Die kohärente Berechnung von f 162 Schritt 3: Die Quanten-Fourier-Transformation 163 Schritt 4: Die Messung der Periode 164 Schritt 5: Die Verifikation 164 7.6 Realisierungen und Ausblick 164 Literatut 167 8 Dekohärenz und der Übergang von der Quantenphysik zur klassischen Physik 169 Erich Joos 8.1 Klassische und Quantenphysik 169 Kinematik: Wie beschreibe ich ein Objekt? 170 Dynamik: Wie entwickelt sich ein Objekt im Laufe der Zeit? 171 8.2 Das Märchen vom klassischen Grenzfall 172 Kritik I 173 Kritik II 174 Superpositionen, Interferenzen, Dichtematrizen 175 8.3 Quantentheorie des Messprozesses 177 Die Entstehung klassischer Eigenschaften 178 8.4 Beispiele 179 Räumliche Lokalisierung 179 Für Physiker. Dekohärenz eines Staubkorns 181 Für Physiker: Bewegungsgleichungen eines Staubkorns 183 Die Struktur der Raum-Zeit 187 Für Physiker: Dekohärenz und Gravitation 188 8.5 Was folgt aus alledem? 189 Was ist ein Beobachter? . 190 Dekohärenz im Gehirn 190 Quantentheorie ernst genommen 191 Erste Möglichkeit: Det Kollaps 192 Zweite Möglichkeit: Die Everett Interpretation 193 Die Qual der Wahl 193 Literatur 195 9 Quantentheorie: Herausforderung an die Philosophie! 197 Michael Esfeld 9.1 Naturphilosophische Herausforderungen 197 9.2 Erkenntnistheoretische Perspektiven 204 9.3 Philosophische Chancen 210 9.4 Wissenschaftlicher Realismus und Alltagsrealismus 213 Literatur 215 Sachregister 219
Details
VerfasserInnenangabe: Hrsg.: Jürgen Audretsch
Jahr: 2002
Verlag: Weinheim [u.a.], Wiley-VCH
Systematik: NN.PR
ISBN: 3-527-40318-3
Beschreibung: 212 S. : Ill.
Beteiligte Personen: Audretsch, Jürgen [Hrsg.]
Originaltitel: Entangled world
Fußnote: Engl. Ausg. u.d.T.: Entangled world
Mediengruppe: Buch