4.4 Kohärenz und Dekohärenz

4.4 Kohärenz und Dekohärenz

1. Kohärenz

„Übliche Ansichten [über die Entwicklung der Wellenfunktion, vgl. 4.3, d.V.] „.. gehen .. dahin, über Interaktion mit makroskopischen Objekten Reduktion bzw. Dekohärenz zu erklären.

Sofern der Begriff „makroskopisch“ physikalisch präzisierbar ist (dies ist durchaus kontrovers), scheint damit – wie Kritiker von Theorien des „Kollaps qua Bewusstsein“ einwenden – vermieden, dass außerphysikalische Komponenten in die Quantenmechanik importiert werden. Zudem sei, so viele Kritiker, der physikalisch nicht präzisierbare Begriff „Bewusstsein“ notorisch unklar, beispielsweise hinsichtlich der Kriterien dafür, wann Bewusstsein vorliegt.“¹

Quantenüberlagerung (Superposition) beruht auf der Interferenz von Quanteninformationen (vgl. 3.2.). Die Voraussetzung von Interferenz wiederum beruht auf einer Konstanz der „Phasenverschiebung“ (Kohärenz), i.e. der räumlichen Differenz zweier Wellenzüge (Wellenpakete).

Abb. 1 „Phasenverschiebung a) am Beispiel des induktiven Kreises: Die Spannung U eilt dem Strom I um den Phasenwinkel φ voraus (L: Induktivität, R: ohmscher Widerstand), b) am Beispiel des kapazitiven Kreises: Der Strom I eilt der Spannung U um den Phasenwinkel φ voraus (C: Kapazität).

„Kohärenz ist die Voraussetzung für das Auftreten von Interferenz. Während es möglich ist, Schallwellen oder von elektrischen Sendern emittierte Wellen auf praktisch unbegrenzte Zeit in sich kohärent zu halten, werden z.B. bei der Emission von Licht nur mehr oder weniger lange, in sich kohärente Wellenzüge ausgestrahlt.“

2. Dekohärenz

„Für die Quantentheorie Everetts spielt die Dekohärenz eine bedeutende Rolle, ein Konzept, dass der Heidelberger Physiker Hans Dieter Zeh entwickelt hat.
Makroskopische Körper wechselwirken intensiv mit ihrer Umgebung, was zu „Dekohärenz“ führt, i. e. der Enstehung „eines verschränkten (nicht-lokalen) Quantenzustandes zwischen System [Quantenteilchen, d.V.] und der (physikalischen) „Umgebung“ mit ihren vielen Freiheitsgraden (kosmische Strahlung, Sonnenlicht, Luftmolekühle, etc. vgl. 3.2.).

Die Folge ist, dass am (gemessenen) lokalen System keine Quanteninformationen über die Interferenzen in der Welle mehr vorliegen [Reduktion der Quantenwelle, d.V.), obwohl diese im Gesamtsystem der superponierten Quantenwelle weiterhin existent sind.“²

Abb. 2 Dekohärenz in Abhängigkeit von Subjekt-Objekt-Umwelt; Quelle: Tegmark & Wheeler, S. 78, Bild hochgeladen von Johannes Storch

Ein „.. Messergebnis enthüllt lediglich ein Qubit [z.B. |spin^oben) oder |spin_unten), d.V.] nicht aber die ungeheure Vielfalt der anderen überlagerten Spinvarianten des Gesamtsystems. Deköhärenz, d. h. die Lokalisierung der auf Grund der zahllosen Einflüsse (Störungen) durch die „Umgebung“ entstandenen reduzierten Quantenwelle (reduzierte Dichtematrix) führt [nach der Viele-Welten Theorie Hugh Everetts, d.V.] zu der „Trennung“ (bzw. besser „Entfaltung“) separierter Zweige, die sich als verschränkte Teile der „Wheeler-DE-Witt Gleichung“ Everetts (der Wellenfunktion des Universums) – zusammen mit ihrem jeweiliegen Beobachter – deterministisch weiterentwickeln.“³

1. Artikel „Wigners Freund“, in: Wikipedia, [Digitale Ausgabe], URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Wigners_Freund ↩︎
2. Markus Michael,Die Vielweltentheorie, Ausarbeitung zum Seminarvortrag vom 18.05.2011, Universität Münster, Physik, S. 2, [Digitale Ausgabe], URL: https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/archive/fileadmin/lehre/teilchen/ss11/Vielweltentheorie.pdf ↩︎
3. Artikel „Kohärenz“, in: Lexikon der Physik, Spektrum der Wissenschaften, [Digitale Ausgabe], URL:https://www.spektrum.de/lexikon/physik/kohaerenz/8123 ↩︎

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