APIN-logo _ Astrophysikalisches Institut Neunhof
     flag_GB  english
Die Nullpunkts-Energie elementarer Quantenfelder
(wobei gezeigt wird dass das "Problem der Kosmologischen Konstante" tatsächlich nicht existiert)
Seit 1925 wurden genau vier Argumente für die Annahme einer divergierenden (beziehungsweise — nach Regularisierung — sehr großen) Nullpunkts-Energie elementarer Quantenfelder gefunden. Und genau drei Argumente wurden gefunden, die gegen diese Annahme sprechen. In diesem Artikel werden alle sieben Argumente untersucht und bewertet. Es stellt sich heraus, dass die drei Argumente CONTRA die Annahme dieser Nullpunkts-Energie um Größenordnungen stärker sind als die vier PRO Argumente.
Dieser Artikel ist in englischer Sprache geschrieben.
→ Den kompletten Artikel laden ( englisch, pdf, 471 KB )
Nullpunktsenergie und Casimir-Effekt
Die wesentlichen Argument für und gegen die Annahme einer physikalisch wirksamen Nullpunktsenergie
Seit der Erfindung der Nullpunktsenergie im Jahr 1911 ist umstritten, ob sie tatsächlich experimentell nachweisbar oder lediglich ein eigenartiger Artefakt der Theorie ist. Der historische Ablauf der Diskussion und die wesentlichen Argumente, die für und gegen die Annahme einer Nullpunktsenergie angeführt wurden, werden nachgezeichnet. Der Artikel konzentriert sich dabei besonders auf den Casimir-Effekt, der oft als überzeugendstes Indiz für die messbare Existenz der Nullpunktsenergie genannt wird.
→ Den kompletten Artikel laden ( pdf, 545 KB )
Bell's Theorem
Bell's Theorem wird durch Bell's Ungleichung bewiesen. Der Beweis der Ungleichung wird in der Form präsentiert, die von Peres veröffentlicht wurde. Um den Rahmen für Bell's Theorem und Bell's Ungleichung abzustecken, wird zunächst der Unvollständigkeits-Einwand von Einstein, Podolski and Rosen, sowie das dazu von Bohm vorgeschlagene Gedankenexperiment diskutiert.
Dieser Artikel ist in englischer Sprache geschrieben.
→ Den kompletten Artikel laden ( englisch, pdf, 335 KB )
Der Casimir-Effekt: Keine Manifestation der Nullpunktsenergie
Die anziehende Kraft zwischen metallischen Oberflächen, die 1948 von Casimir vorausgesagt wurde, scheint ein Indiz für die physikalische Existenz und Messbarkeit der Nullpunktsenergie des quantisierten elektromagnetischen Feldes zu sein. In diesem Artikel wird gezeigt, dass die Messungen jener Kraft Casimirs Modell nicht bestätigen, sondern vielmehr seine fundamentale Annahme widerlegen, dass metallische Platten in der Theorie durch quanten-feldtheoretische Randbedingungen repräsentiert werden können. Die Konsequenzen für das Problem der Kosmologischen Konstanten werden diskutiert.
Dieser Artikel ist in englischer Sprache geschrieben.
→ Den kompletten Artikel laden ( englisch, pdf, 344 KB )
Dekohärenz
Die Dekohärenz der Zustandsfunktionen offener Quantensysteme ist zwar schon seit den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts bekannt, findet aber erst seit den siebziger Jahren die angemessene Aufmerksamkeit in der Debatte über die Deutung der Quantentheorie. In diesem Aufsatz werden die grundlegenden Konzepte zur Beschreibung von Messungen an abgeschlossenen und an offenen Quantensystemen entwickelt und verglichen. Der Dichteoperator wird definiert, und die Begriffe PVM und POVM werden erläutert. Auch das “Messproblem der Quantentheorie” und das “Problem der bevorzugten Basis” werden in diesem Zusammenhang diskutiert. Abschließend werden die wesentlichen Eigenschaften von Projektions- und Dichte-Operatoren untersucht.
→ Den kompletten Artikel laden ( pdf, 461 KB )
Die Entdeckung der Bose-Einstein-Statistik
Zwischen dem ersten Auftauchen der Bose-Einstein-Statistik im Jahr 1877 und ihrer vollständigen Ausformulierung im Jahr 1926 liegt ein halbes Jahrhundert. In diesem Artikel wird die historische Entwicklung nachgezeichnet. Dabei werden die Implikationen dieser Quantenstatistik für das physikalische Weltbild ausführlich diskutiert.
→ Den kompletten Artikel laden ( pdf, 497 KB )
Wechselwirkung von 2-Niveau-Systemen mit elektromagnetischer Strahlung
Rabi-Oszillationen, Bloch-Vektor, und Ramsey-Interferenzen
Die Wechselwirkung zwischen quantenmechanischen 2-Niveau-Systemen und elektromagnetischer Strahlung wird detailliert entwickelt. Rabi-Oszillationen und die Dynamik des Blochvektors werden für kohärente und für inkohärente Systeme beschrieben. Abschließend befassen wir uns mit Ramsey-Interferenzen und ihrem praktischen Nutzen bei der präzisen Messung der Zeit mit Atom-Uhren.
→ Den kompletten Artikel laden ( pdf, 442 KB )
Robertson’s Berechnung der Unbestimmtheitsrelation
Heisenbergs Unbestimmtheitsrelation wurde 1929 durch Robertson quantitativ präzise formuliert.

Die Unbestimmtheitsrelationen der Quantentheorie wurden 1927 von Heisenberg in einer Darstellung eingeführt, die auf physikalische Anschaulichkeit mehr Wert legte als auf mathematische Präzision. Robertson fand 1929 eine abstraktere und quantitativ exakte Formulierung der Unbestimmtheitsrelation.
In diesem Aufsatz wird Robertsons Formel hergeleitet und bewiesen, dass sie für beliebige hermitesche Operatoren und für beliebige Zustandsfunktionen der Quantentheorie gültig ist.
→ Den kompletten Artikel laden ( pdf, 181 KB )
Quantensprünge
Planck’s Strahlungsformel, und ihre statistische Herleitung durch Albert Einstein

Planck erriet sein Gesetz der Energiedichte der Schwarzkörperstrahlung, das historisch am Beginn der Quantentheorie steht, indem er die Entropie der Strahlung analysierte. Einstein fand einen wesentlich einfacheren und klareren Zugang durch die statistische Analyse des Gleichgewichts von Absorption und Emission. Wir beschreiben und diskutieren die Strahlungsformeln von Rayleigh-Jeans, Planck, und Einstein.
→ Den kompletten Artikel laden ( pdf, 431 KB )
Was der Casimir-Effekt wirklich über die Nullpunktsenergie aussagt
Casimir sagte eine anziehende Kraft zwischen metallischen Oberflächen voraus, die nach seinem Modell durch die Nullpunksschwingungen des quantisierten Elektromagnetischen Feldes hervorgerufen wird. Einem Hinweis von Casimir folgend nehmen wir in diesem Artikel an, dass die Reflektionsspektren von Metallen hinsichtlich der Reflektion von Photonen und der Reflektrion von Nullpunktsschwingungen zumindest näherungsweise identisch sind. Es wird gezeigt, dass diese Annahme Casimirs Beweis auf den Kopf stellt: Die beobachtete Casimir-Kraft beweist, dass die Nullpunkts-Energie des Elektromagnetischen Feldes keine Kräfte auf metallische Oberfächen ausübt, wenn die Annahme über die Reflektrivität korrekt sein sollte. Es werden Gründe für die Behauptung angeführt, dass Casimirs Annahme über die Reflektivität wahrscheinlich falsch ist, und dass eine verbesserte Annahme immer noch Casimirs Modell widerlegt.
Dieser Artikel ist in englischer Sprache geschrieben.
→ Den kompletten Artikel laden ( englisch, pdf, 391 KB )
Geschichte
Ziele
Mitteilungen I
Mitteilungen II
Mitteilungen III
Quantenphänomene
Feldtheorie
Methoden
Werkzeuge
Impressum