Kulturelle Auswirkungen der Quantenmechanik

H. Hörz

Paul Forman

Gerd Christian Krizek

In dieser Arbeit sollen Gedankenexperimente über Quantenmechanik und Gravitation formuliert und analysiert werden. Wir wollen untersuchen welche Möglichkeiten im Rahmen eines Gedankenexperimentes bestehen mehr über die Beziehung von Quantenmechanik und Gravitation zu lernen. Diese Gedankenexperimente sollen auch auf Ihre Realisierbarkeit untersucht werden. In einem ersten Gedankenexperiment wird einer Überlegung Werner Heisenbergs zur Suche nach Unschärferelationen gefolgt und diese auf die Gravitation angewendet. Dabei wird ein Weg gezeigt Unschärferelationen für linearisierte Gravitationsfelder (gravitoelektromagnetische Felder) zu finden. In einem zweiten Gedankenexperiment wird die Dekohärenz bei Interferenzexperimenten durch gravitative Wechselwirkung untersucht und welche Auswirkungen dies für verschiedene Modelle des spontanen Wellenkollapses hat. Es werden zwei Gedankenexperimente mit Mach-Zehnder Interferometern formuliert, die eine Unterscheidung zwischen Alternativmodellen und der Quantenmechanik ermöglichen. Wie gezeigt wird, sind diese Experimente mit dem momentanen Stand der Experimental-Technik nicht zu realisieren und dienen der Anschauung.

Alexander S. Blum, Martin Jähnert

Igor Pikovski

Es werden niedrig-Energie Quantensysteme theoretisch studiert, um vor allem der Frage nachzugehen, wie solche Systeme experimentelle Untersuchungen der Wechselwirkung zwischen Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie ermöglichen können. Die Arbeit konzentriert sich auf Quantensysteme, die genau kontrolliert und gemessen werden können, und die Untersuchungen der Quantenmechanik auf neuen Längen- und Massenskalen erlauben. Opto-mechanische Systeme werden erforscht und es wird gezeigt, wie mit kurzen Lichtpulsen Quantenzustände eines schweren Resonators präpariert und ausgelesen werden können, und wie sich mögliche phänomenologische Modelle der Quantengravitation messen lassen. Außerdem werden Effekte der gravitativen Zeitdilatation auf Quanteninterferenzexperimente mit Photonen und Materiewellen studiert. Es wird gezeigt, dass aufgrund der Zeitdilatation Verschränkung zwischen den internen Zuständen und der Schwerpunktskoordinate entsteht, welche zur Dekohärenz aller zusammengesetzten Quantensystemen führt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Wechselwirkung zwischen Quantenmechanik und allgemeiner Relativitätstheorie Auswirkungen auf Quantensysteme selbst bei niedrigen Energien hat, und dass neue Phänomene auftreten die experimentell gemessen werden können.