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Didaktik, Geschichte, Wissenschaftstheorie

Interferenz von Wahrscheinlichkeiten

S. Heusler, H. J. Schlichting. In Phydid, Nr. 7 (2008), Band 1 (2008)

Die Quantenmechanik ist durch zwei wesentliche Eigenschaften charakterisiert, die sich auf elementare Weise erklären lassen: Interferenz und Wahrscheinlichkeit. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Photon von einem semitransparenten Spiegel reflektiert wird, ist durch eine reelle, po-sitive Zahl p gegeben. Die Addition zweier klassischer, also positiver Wahrscheinlichkeiten kann allerdings niemals zu einer gegenseitigen Auslöschung führen. Genau dies findet aber bei destruktiver Interferenz statt, zu der einzelne Photonen sehr wohl in der Lage sind. Dieser Wi-derspruch zeigt, dass klassische Wahrscheinlichkeiten alleine nicht ausreichen, um das Verhal-ten von Photonen zu beschreiben. Es muss somit eine Theorie gefunden werden, bei der Wahr-scheinlichkeiten miteinander destruktiv interferieren können. In der Quantenphysik gelingt die-ser Kunstgriff durch die Einführung der Wahrscheinlichkeitswelle ψ. Diese elementaren Ideen werden zunächst durch musikalische und visuelle Analogien illustriert und anschließend mathematisch erläutert.

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