Diskussion:Quantensprung

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Kein Januswort

'Quantensprung' erfüllt das Kriterium für ein Januswort nicht: die zwei Bedeutungen müssen ein Gegensatz sein (ein Paradigmenwechsel oder revolutionäre, rasche Entwicklung ist nicht der Gegensatz zu einem Quantenübergang), wie z. B.: aufheben (‚aufbewahren‘ - ‚abschaffen‘), ausbauen (‚etwas entfernen‘ - ‚etwas erweitern‘) --Jorindel (Diskussion) 10:44, 6. Mai 2016 (CEST)

Natürlich sind die 2 Bedeutungen ein Gegensatz: einmal eine kleine Veränderung und einmal eine große. Und das nächstemal den Beitrag bitte ans Ende stellen.--Anaxagoras13 (Diskussion) 13:12, 6. Mai 2016 (CEST)

Danke für den Hinweis bzgl. an's Ende stellen (hätte ich mir selber auch denken können, mea culpa). Zur Sache: 'Kleine Veränderung' und 'Große Veränderung' sind natürlich Gegensätze. Die Bedeutung von Quantensprung ist aber ganz und gar nicht und in keinster Weise 'Kleine Veränderung' und höchstens im übertragenen Sinne 'Große Veränderung', oft eher 'Paradigmenwechsel' oder 'Revolution' oder 'Neuheit'. Das weltbewegende am physik. Quantensprung war ja nicht das Quant, auch nicht dass es nebenbei klein ist, sonder der Sprung! Der physik. Quantensprung war ein Pradigmenwechsel in der Naturwissenschaft (die Natur ist diskret statt kontinuierlich) und wurde dann synonym für andere (oft auch nur vermeintliche) Paradigmenwechsel verwendet (IMHO). --Jorindel (Diskussion) 10:03, 8. Mai 2016 (CEST)

Selbstverständlich sind das keine gegenteiligen Bedeutungen. Der Hinweis mit "ans Ende stellen" ist hier sehr treffend: In der deutschen Sprache ist das Nomen am Ende das Grundwort, d.h. es wird hier kein Quantenteilchen beschrieben, sondern ein Sprung. Dass das Wort Quant enthalten ist tut dem keinen Abbruch, deshalb ist es ja eine Metapher und keine physikalisch korrekte Beschreibung für einen Vorgang. Zudem sind "klein" und "groß" zwar Gegensätze, jedoch kommt weder das Wort "klein" noch irgendein Synonym darin vor. Wie groß die Entdeckung/Fortschritt ist die damit beschrieben werden sollen lässt sich aus der Beschreibung nicht schließen, sie könnte theoretisch sogar kleiner als ein Quant sein. Die Entdeckung des GMR-Effekts war ebenfalls etwas das man als Quantensprung bezeichnen könnte, der GMR-Effekt selbst ist jedoch winzig (obwohl er das Wort "Giant" enthält... ja meine Güte) Kehool (Diskussion) 20:25, 11. Dez. 2017 (CET)

Vorab mal, Linguistik-Kritik. (Ich weiß, rein beruflich, wovon ich rede.) Januswort ist schlampig definiert: "Ein Januswort ist ein Wort mit mindestens zwei Bedeutungen, wobei eine Bedeutung das Gegenteil einer anderen ist („Auto-Antonymie“). Januswörter verhalten sich zueinander zugleich antonym (eine entgegengesetzte Bedeutung habend [Jesses! habend!]) und homonym [homophon?!]." Da könnte man jetzt ein paar Seiten dazu schreiben. Auch Auto-Antonymie ist daneben. Bei Bedeutungsgegensätzen und -unterschieden ist gar nichts auto. - Unterm Strich: Ich würde hier auf die Sprachwissenschaft ganz verzichten. Ein Wort wird aus seinem wissenschaftlichen Kontext gelöst und in einer eigenen alltagssprachlichen Weise verwendet. (Beim Wort Arbeit ging's übrigens in die Gegenrichtung.) Gelöst bedeutet schlicht, dass es keine Verbindung gibt, außer der, dass die Physik das Wort kreiert hat, weil es halt Quanten gab. Und die Journalisten fanden, das klingt so toll! Irgendwie wissenschaftlich und doch kräftig. Antonymisch ist da nix! --Delabarquera (Diskussion) 15:02, 10. Dez. 2018 (CET)

Ich hab die Bezeichnung als Januswort entfernt. Zuerst ist nirgends nachgewiesen, dass der Begriff wirklich aus der Physik (falsch) wiederverwendet wurde, zum anderen ist auch ein elektronischer Übergang keine "kleine" Sache. Im Gegenteil. Auch dort bezeichnete der Begriff den Übergang auf ein höheres Niveau (zumindest, wenn Energie aufgenommen wird). Der Satz "Verglichen mit Vorgängen des alltäglichen Lebens ist ein physikalischer Quantensprung wegen seiner nur sehr geringfügigen Auswirkungen äußerst schwer zu beobachten." war übrigens völliger Quatsch, weil man den Quantensprung sogar mit bloßem Auge sehen kann - da nennt sich das dann "Leuchten" oder genauer Spontane Emission. --Slian (Diskussion) 14:30, 9. Jun. 2022 (CEST)

Zum letzten Satz hier drüber: So kann man nicht argumentieren, denn dann wären auch Atome mit bloßem Auge sichtbar, weil wir schließlich Körper sehen. Es soll hier natürlich um den einzelnen Quantensprung gehen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 15:12, 20. Mär. 2023 (CET)

Size does not matter

Warum wird sogar jeder Versuch abgeblockt, die hier schon mehrfach vorgebrachte alternative Interpretation der Wortherkunft als diskreter "Sprung" (sprunghaft) zu vermerken? "Winziges" gibt es im Atomzirkus mehr als genug, dafür muss man nicht den Quantensprung aka Elektronenübergang bemühen. Das Besondere bei einem Quantensprung ist nicht, dass er im atomaren Maßstab abläuft, sondern, dass er anders als alles in der Natur DISKRET abläuft und nicht stetig. Dementsprechend verwendet man den Begriff vor allem für sprunghafte bzw. diskrete Entwicklungsfortschritte, z.B. durch neue Technologien oder Verfahren, die nicht aus evolutionären (stetigen) Verbesserungen resultieren. Der Wechsel von magnetischer Festplatte zur SSD (massiver, "sprunghafter" Zuwachs von Transfer- und Zugriffszeiten) z.B. während die Entwicklung davor eher evolutionär war, der Wechsel von Modem auf DSL auf Glasfaser (jeweils ein Quantensprung für die Datenübertragungsleistungen), von Pferdefuhrwerk bzw. Dampfmaschine auf Benzinmotor etc. Alles jeweils mehr oder weniger diskrete, große Entwicklungssprünge im Gegensatz zu den seit dem eher langsam zunehmenden Leistungszahlen von Motoren, kontinuierlich schneller werdenden CPUs etc. Der Sprung von Fuhrwerk auf Ottomotor war zudem am Anfang nicht einmal so groß (die ersten Autos waren wahrlich keine Rennmaschinen), trotzdem war es ein Quantensprung, weil die Entwicklung danach massiv war.

Alleine, dass der Rückbezug auf seine Winzigkeit ein scheinbarer Widerspruch ist, zeigt doch wie unsinnig diese Interpretation im Sinne des Januswort ist, während die Interpretation als diskreter "Sprung" perfekt passt. Kein Physiker würde bei der Nachfrage, was so besonders am Elektronenübergang ist, antworten: "der ist ja so winzig", oder umgekehrt "was fällt Ihnen beim Begriff 'Winzig' ein?" zuerst den Quantensprung nennen. Vorschlag: Januswort von mir aus lassen und den Vermerk auf den "Sprung" einfügen.(nicht signierter Beitrag von 37.201.193.98 (Diskussion) )

Auch mit dem Springen ist es in der Quantenphysik nicht so weit her. Die Zeitentwicklung der Wellenfunktion gemäß der Schrödingergleichung ist wunderbar stetig. Da springt nichts. Die Abneigung gegen die "verdammte Quantenspringerei", die in Bohrs Atommodell postuliert wurde, war sogar der Anlass für Schrödingers Arbeiten, die letztlich Bohrs Modell ablösten. ---<)kmk(>- (Diskussion) 05:37, 14. Jan. 2019 (CET)

Die Zeitentwicklung der Wellenfunktion mag gemäß der Schrödingergleichung mag wunderbar stetig sein...

Aber ist das hier überhaupt relevant? Wenn ich das richtig verstehe, müsste es doch für jede Hauptquantentenzahl n eine eigene Lösung der Schrödinger-Gleichung geben. Und diese Lösungen gehen (für kleine Orbiltalnummern) eben nicht stetig ineinander über, sondern liefern eine Serie von diskreten Energieniveaus. Auch gibt es keine Lösungen für nicht ganze Orbitalnummern. Erst im Übergang zu hohen n rücken Lösungen, und damit die diskreten Niveaus, zusammen und die Fraunhofer-Linien entarten von immer dichter liegenden Linien zu kontinuierlichen Bändern.

Was den Schrödinger an dieser Springerei wohl wirklich verärgert hat, war, dass man die Teilchen nicht "im Sprung erwischen" und vermessen konnte, und sich über den detaillierten Verlauf des Sprunges keinerlei Vorstellung mache konnte. Ich könnte mir vorstellen, dass er sich z.B. überlegt hat: Fällt ein Elektron von n=3 nach n=1 und nimmt im Verlauf der Bewegung Energie auf, die am Ende als Photon abgestrahlt wird? Welchen Form hat die Bahn des Weges? In welcher Form werden die energetischen Teilbeträge entlang des Weges gespeichert? Wie lange dauert so ein Sprung? Kann das Elektron auf seinem Weg mit anderen Teilchen interagieren? --2A02:908:891:BE20:41AE:5C37:E334:6D2 11:13, 3. Jun. 2022 (CEST)

Nachtrag: Wenn man einen Potentialtopf mit unendlichen hohen Wänden als sehr einfaches (eindimensionales) Modell für ein Atom betrachtet, so ergibt sich in der Tat eine Vielzahl von Lösungen der Schödinger-Gleichung für verschiedene Hauptquantentenzahlen auf verschiedenen Energieniveaus.

Die Lösung Psi(x) ist tatsächlich stetig uns sieht aus wie eine Halbwelle eines Sinus: Amplitude_0*sin(x) mit 0<x<Pi. Weitere Lösungen haben die Form: Amplitude_n*sin(x) mit 0<x<n*Pi. Der Index n durchläuft die natürlichen Zahlen und steht für das jeweilige Energieniveau (die Schale im Bohrschen Atommodell).

Vorgerechnet wird das bei LEIFIphysik. --2A02:908:891:BE20:41AE:5C37:E334:6D2 15:40, 3. Jun. 2022 (CEST)

Quantensprünge ereignen sich in offenen Systemen (System S gekoppelt an eine Umgebung E), wobei die Kopplung an E den schnellen Übergang zwischen zwei Eigenzuständen des Systems S ermöglicht. Wenn man S (mit einer QND-Messung mit hinreichend guter Zeitauflösung) beobachtet, lassen sich die abrupten "Sprünge" experimentell beobachteten (für gefangene Ionen (1, 2, 3), cavity-QED, supraleitende Qubits oder Quantenpunkten). Der Übergang läuft (wenn er passiert) auf einer sehr viel schnelleren Zeitskala ab als die Dynamik zwischen zwei Übergängen. Bei hinreichend feiner Zeitauflösung sieht man wieder einen stetigen Prozess, den man ggf sogar umkehren kann (vgl das Paper aus der Devoret-Gruppe). Wegen der grossen unterschiede zwischen den involvierten Zeitskalen, ist das Bild von "Sprung" schon angemessen (auch der menschliche Sprung ist ja eine kontinuierliche Bewegung nur eben schnell und zwischen zwei diskreten (quasistationären) Zuständen. --Qcomp (Diskussion) 16:44, 3. Jun. 2022 (CEST)

Vielleicht solltest du das im Artikel ergänzen. Es gibt auch einen Physics world Artikel von 2019 dazu.--Claude J (Diskussion) 19:25, 3. Jun. 2022 (CEST)

Als eine Ergänzung als eigener Abschnitt "Experimentelle Beobachtung"? Wäre zu überlegen, aber mir ist nicht klar, wieviel Physik in diesen Artikel hineingehört bzw willkommen ist, da ja "zum physikalischen Vorgang" auf Elektronischer Übergang verwiesen wird. Hier oder besser dort?

Ein Argument für "hier" könnte sein, dass die Verwendung des begriffs in den experimentellen Artikeln mE das Argument zu Beginn dieses Abschnitts stützt, dass nämlich "Kleinheit" an sich kein Charakteristikum des (physikalischen) Quantensprungs ist, sondern die Abruptheit (scheinbare Unstetigkeit) des Übergangs, und damit die Charakterisierung als Januswort zumindest zweifelhaft. Aber diese Diskussion hatten wir hier ja schon oft und ein Konsens zeichnet sich nicht ab.--Qcomp (Diskussion) 20:45, 3. Jun. 2022 (CEST)

Ein weiteres Anzeichen ist dass wir das hier diskutieren und nicht unter elektronischem Übergang, der ja auch nur ein Spezialfall eines Quantensprungs ist.--Claude J (Diskussion) 04:22, 4. Jun. 2022 (CEST)

Neuer Bearbeitungsbaustein

Meines Wissens ist der elektronische Übergang eine spezielle Form des Quantensprungs und die wohl am weitesten bekannte. Von daher sollten zumindest beide Artikel aufeinander verweisen. --2003:71:4E6A:B423:FD38:2ED3:EA3D:28F8 01:45, 17. Okt. 2016 (CEST)

Nein. Die Zeitentwicklung eines physikalischen Systems ist auch in der Quantenmechanik wunderbar stetig. Da springt nichts. Formaler ausgedrückt: Ein Sprung kann keine Lösung der Schrödingergleichung sein. Daran ändert auch die Tatsache nichts, dass man bei Messungen immer nur diskrete Eigenwerte erhält und keine Zwischenwerte. Ja, das ist schwer, oder gar nicht intuitiv zu verstehen. Aber so ist die Quantenphysik nuneinmal. ---<)kmk(>- (Diskussion) 05:44, 14. Jan. 2019 (CET)

Ja, so hab ich das auch gelernt und geglaubt. Aber es erscheint mir inzwischen als Ausdruck gepflegter Physikerarroganz, mit der erfolgreichsten Berechnungsmethode der Welt im Kopf, diesen aber angesichts der Interpretationsprobleme fest in den Sand gesteckt. Das ist aber falsch (wie vielleicht mal an einem geeigneteren Ort diskutiert werden müsste): Man kriegt die Quantenmechanik nicht (in brauchbarer Weise) mit der Realität zusammen, wenn man nicht irgendwo den Heisenbergschnitt macht, und der folgt im einzelnen weder der Schrödingergleichung noch ist er stetig. Siehe das endlose Debattieren um die Everett-VieleWeltenInterpretation (welche ich mir allerdings überhaupt nicht zu eigen machen kann), oder beim GHI-Modell und Penrose oder unter den QM-Philosophen allgemein. --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:31, 14. Jan. 2019 (CET)

nur noch selten benutzt?

Das deutsche Wort wird wohl (wie alle deutschen Worte ;-) nur noch selten in der heutigen Literatur benutzt, aber "quantum jump" oder daraus abgeleitete Verbalformen) sind nicht so selten: im ArXiv finden sich >100 Artikel mit "quantum jump" im Titel und Google Scholar findet >10000 Dokumente seit 2000, darunter viele PRL, PRA. Ich würde den Satz am ehesten streichen. Oder man sollte erläutern, was mit "selten" gemeint ist (im Vergleich wozu selten?) Was sicher richtig ist, ist dass der Quantensprung heute keins der zentralen Konzepte der Quantenphysik ist, aber ein nützliches Bild und regelmässig (in der Physik) benutzte Metapher ist er schon. --Qcomp (Diskussion) 14:51, 20. Jan. 2018 (CET)

Vielleicht hast Du recht, dann schreib das doch in den Artikel. Ich habe eben den Text schon mal an anderen Stellen verbessert. --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:02, 20. Jan. 2018 (CET)

derzeit steht im Text, dass quantum jump und leap "allmählich durch das Wort transition ersetzt" worden seien - allerdings ohne Beleg. Für mich ist der quantum jump weiterhin geläufig und Google ngram zeigt auch eine etwas andere Entwicklung als die beschriebene: man sieht einen Peak in der relativen Häufigkeit in den 2 Dekaden vor der ersten experimentellen Realisierung und dann eine Abnahme auf ein Plateau ab ca. Mitte der 90er (auf einem Niveau, das zuerst Mitte der 1950er erreicht worden war). Ich weiss aber nicht, wie (und ob überhaupt) man die zeitliche Entwicklung der Häufigkeit des Begriffs beschreiben sollte.

Was mir aber im Artikel ganz fehlt, ist die erste Beobachtung von Quantensprüngen im Experiment an individuellen Quantensystemen [ J. Maddox: The reality of the quantum jump. In: Nature. Band 323, 1986, S. 577, doi:10.1038/323577a0. ]. Würde ein Absatz "Experimentelle Beobachtung" den Artikel verbessern? Man könnte darin die Resonanzfluoreszenzexperimente aus den 1980ern, und die späteren Realisierungen mit Mikrowellen, mit supraleitenden Qubits und Quantenpunkten erwähnen. Evt. auch den für die theoretische Beschreibung der Zeitentwicklung offener Systeme nützlichen quantum jump approach (der aber vermutlich nie als "Quantensprung-Zugang" bezeichnet worden ist ;-) --Qcomp (Diskussion) 00:42, 6. Jan. 2023 (CET)

Anmerkung: Das Wort Quantensprung wird zurzeit durch das Wort Singularität abgelöst, unter Beibehaltung der Bedeutung. Eventuell kann die geringere Nutzung dadurch teilweise erklärt werden. --Singularität2 (Diskussion) 20:13, 10. Nov. 2019 (CET)

Kommt mir komisch vor. Kannst Du das mit ein paar Beispielen belegen? --Bleckneuhaus (Diskussion) 20:45, 10. Nov. 2019 (CET)

das war also wohl eine Ente. --Bleckneuhaus (Diskussion) 21:35, 14. Apr. 2023 (CEST)

Kommt heutedoch wieder mehr vor:zB To catch and reverse a quantum jump mid-flight , Z. K. Minev et al, Nature letter Juni 2019 https://doi.org/10.1038/s41586-019-1287-z . --Bleckneuhaus (Diskussion) 21:35, 14. Apr. 2023 (CEST)

Suche nach dem Ursprung: Erste Erwähnung (vielleicht)

In den CONCLUSIONS GÉNÉRALES zur 1. Solvay-Konferenz sagt Brilluoin ( [1] S. 451):

"Es scheint jetzt ziemlich sicher zu sein, dass wir in unsere physikalischen und chemischen Vorstellungen eine Diskontinuität aufgenommen werden sollte, eine Veränderung durch Sprünge, von denen wir vor ein paar Jahren noch keine Ahnung hatten." (meine Üb. mit googles Hilfe)

google ngram gibt den 1. Treffer 1918. Paul S. Epstein: Zur Theorie des Starkeffekts von 1916 (ref. 1) benutzt "Quantensprung" schon ganz selbstverständlich.

Hat nicht Planck schon vorher versucht, die Quantisierung von Emission und Absorption in der Wärmestrahlung wegzudiskutieren? Mal bei Mehra/Rechenberg nachsehen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:40, 5. Jan. 2023 (CET)

Nach vielem Lesen habe ich erstmal einen Vorschlag für den zweiten Satz, um die Botschaft schneller klar zu machen:

"Als Quantensprung bezeichnet man in der Alltagssprache des 21. Jahrhunderts einen Fortschritt, der innerhalb kürzester Zeit eine Entwicklung einen sehr großen Schritt voranbringt. Das Wort entstand gegen 1910 in der physikalischen Fachsprache als Bezeichnung für den Übergang eines Quantenobjekts in einen Zustand anderer Energie, also einen Vorgang, der typischerweise eine im Alltag unbeobachtbar kleine Veränderung bedeutet."

--Bleckneuhaus (Diskussion) 14:58, 20. Mär. 2023 (CET)

Frühe Erwähnung im Alltags-Sinn: 1947 [2], nach etwas google book -Suche. Spätere Fundstellen noch öfter mal in Anführungsstrichen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 17:12, 20. Mär. 2023 (CET)

Noch eine, auf halbem Weg von Physik zum Alltag: "Mutation - Deutung als Quantensprung" von 1939 [3]. (Das war mE noch vor der Identifizierung der DNA als Erbmaterial.) --Bleckneuhaus (Diskussion) 17:56, 20. Mär. 2023 (CET)

Was im vorigen Entwurf fehlte: der beiden Bedeutungen aufeinander zu beziehen. Daher:

Als Quantensprung bezeichnet man in der Alltagssprache des 21. Jahrhunderts einen Fortschritt, der innerhalb kürzester Zeit eine Entwicklung einen sehr großen Schritt voranbringt. Das Wort entstand in der physikalischen Fachsprache als Bezeichnung für den Übergang eines Quantenobjekts in einen Zustand anderer Energie, also einen Vorgang, der typischerweise eine im Alltag unbeobachtbar kleine Veränderung bedeutet. Für die Physik zog die Entdeckung solcher Quantensprünge ab 1900 eine stürmische Entwicklung nach sich, während der in vergleichsweise kurzer Zeit die Grundlagen der Quantenphysik in ihrer heutigen Form geschaffen wurden.

Ein schlagendes Zitat wäre schön, ich habe aber noch kein geeignetes. 1996 hat sich M.Senoner (HU Berlin) in der ZEIT dazu geäußert . ob der mehr wissen könnte? --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:47, 22. Mär. 2023 (CET)