6.5 Heisenbergsche Unschärfe und Quanten-Zufälligkeit

Startseite ／ Kapitel 6: Quantenbereich

Im Alltag zeigt sich Unschärfe als Präzisions-Kompromiss, als Zufall im Einzelschuss bei stabilen Verteilungen und als Daumenregel: je genauer wir messen, desto stärker stören wir. In der EFT folgt dies aus dem Zusammenwirken von Struktur, Kopplung und Hintergrund.

I. Phänomene und Fragen

• Gegenseitige Kompromisse: bessere Ortsbestimmung streut die Impulsrichtung; schmalerer Impuls breitet die Position aus. Zeit–Energie analog: kürzere Pulse → breitere Bänder; reinere Linien → längere Dauer.
• Zufall pro Schuss, Regelmäßigkeit in Serien: Einzelergebnis unvorhersagbar, Wiederholungen eines gleichen Präparats schwanken in einer stabilen Verteilung, die sich nicht unter eine gemeinsame Untergrenze drücken lässt.
• Je schärfer der Blick, desto stärker die Störung: feinere Messung „stößt“ das System und destabilisiert das konjugierte Maß.

II. EFT-Deutung: drei Ursachen, ein Bild

• Struktur – Ergonomie kohärenter Hüllkurven. In der Energie-See propagiert alles mittels kohärenter Hülle. Ort schärfen heißt, die Hülle in steile Spannungs-Gradienten zu zwängen; dazu müssen viele Skalen gemischt werden. Folge: Ort enger, Impulsrichtungen breiter. Impuls ausrichten verlängert und glättet die Hülle, Position breitet sich aus. Eine Hülle kann nicht zugleich kurz und rein sein: kürzer = breiter, reiner = länger. Das ist ein Relais-Grenzwert der Propagation, kein Gerätefehler.
• Kopplung – Messen = Kopplung + Schließung + Gedächtnis. Feinere Sicht erfordert ein koppelbares, lesbares Gerät. Kopplung schreibt lokal die Karte um; Schließung fixiert ein Ereignis; Gedächtnis verstärkt es. Stärkere Kopplung an den Ort zwängt die Hülle räumlich und verwirbelt Richtungen; beim Impuls umgekehrt. Unschärfe enthält somit unvermeidliches Mess-Back-Action.
• Hintergrund – Spannungsrauschen und makroskopische Verstärkung. Die See ist nie ganz ruhig: Hintergrundrauschen ist allgegenwärtig. Einzelschluss braucht makroskopische Verstärkung, die extrem empfindlich auf Mikro-Störungen reagiert. Darum ist der Einzelschuss unvorhersagbar, Serienverteilungen sind bei gleicher Präparation stabil. Zufall ist nicht „ursachlos“, sondern strukturell.

III. Typische Szenen, konkret gemacht

• Monochrom vs. kurzer Puls: reinere Linie → längere Dauer; kürzerer Puls → breiteres Band. EFT: kurze Hülle braucht mehr Skalenmix, Frequenzen streuen.
• Elektronenstrahl – Kollimation vs. Spotgröße: kleinerer Winkelkegel → größerer Spot; kleinerer Spot → größere Divergenz. EFT: besseres Ausrichten verlängert die Hülle; Spot schrumpfen erfordert Richtungsmix.
• Freisetzung kalter Atome: enges Gefängnis → enger Ort; nach Freilassung zeigt die Impulsverteilung „ihr Gesicht“, die Wolke wächst schnell. EFT: die komprimierte Hülle trug breite Richtungen, die im freien Flug aufgehen.
• Stern–Gerlach-Aufspaltung (Spin-Zweifalt): Feldgradient macht zwei erlaubte Orientierungen sichtbar; jeder Schuss ist zufällig, Anteile stabil. EFT: lokale Kopplung schreibt diskrete Schließ-Kanäle; welche Zelle schreibt, hängt von Mikro-Störungen und Verstärkung ab, die Verteilung von Präparation und Geometrie.

IV. Kurzantworten auf gängige Irrtümer

• „Besseres Gerät knackt die Grenze.“ Nein. Eine Variable schärfen verstärkt Spannungsstruktur und verwirrt das Konjugat. Propagationsgrenze, kein Fertigungsfehler.
• „Zufall ist nur Unwissen.“ Nicht nur. Einzelschuss = Mikro-Störungen + empfindliche Verstärkung; stabile Verteilung = Präparat + Geometrie. Beides ist nötig.
• „Verborgene Variablen bestimmen alles.“ Nein. Der geschriebene Schließ-Pfad hängt vom Messkontext ab – Kopplung, Basis, Geometrie. Singles unvorhersagbar; Verteilungen vorhersagbar und experimentell bestätigt.
• „Gibt es Überlicht?“ Nein. Koordination bedeutet geteilte Randbedingungen, keine Signale. Schließung und Gedächtnis sind lokal.

V. Abschließend

• Drei Ursachen der Unschärfe: Hüllen-Ergonomie (Struktur), Mess-Rückwirkung (Kopplung–Schließung–Gedächtnis), Spannungsrauschen + makroskopische Verstärkung (Hintergrund).
• Ort schärfen mischt mehr Richtungen; Impuls schärfen verlängert die Hülle und breitet den Ort.
• Messen heißt nicht passiv zusehen: Wir schreiben die Karte um und setzen eine Schließung; mehr Information erfordert stärkere Kopplung.
• Einzelschüsse sind zufällig, Wiederholungen regelmäßig: Verteilungen bestimmt Präparation und Geometrie, Singles bestimmt Hintergrund + Verstärkung.
• Ein Satz zur Einheit: Die Welle bahnt den Weg, der Schwellenwert definiert die Quanten, das Teilchen verbucht. Unschärfe und Zufall sind unvermeidliche Nebenwirkungen dieser drei Schritte im Extrembetrieb.