Re: Überlicht möglich, sogar Negativ Geschwindigkeit erreicht NACHTRAG

Geschrieben von WGS am 09. Juni 2001 03:41:21:

Als Antwort auf: Re: Überlicht möglich, sogar Negativ Geschwindigkeit erreicht NACHTRAG geschrieben von WGS am 08. Juni 2001 21:53:30:

Ok ihr habt es gewollt, soory ich sotier jetzt nicht mehr schmeiß den Beitrag(gesammelt einfach rein, will ins Bett, morgen is Kneipenacht, hab meiner Holden versprochen ich geh mit "gg"

So der gesamte bisherge Fundus
ÜBERLICHTRECHERCE

Unvollständiges kommentiertes Literaturverzeichnis zum Thema
"Überlichtgeschwindigkeit durch Tunneln"

Die Renovierung dieser Seite ist zwar immer noch nicht abgeschlossen, geht aber voran. Als Zwischenlösung habe ich unten eine Reihe von nützlichen,
bislang nicht aufgeführten Artikeln angefügt. (zuletzt erweitert: 29.1.2001)

Nachdem die Behauptung, die Lichtgeschwindigkeit (im folgenden LG) als oberste Geschwindigkeitsgrenze für Signale bzw. Energie sei gebrochen, des öfteren in vereinfachter
und tlw. entstellter Form, aber selten mit dem Verweis auf Hintergrundinformationen in Usenet-Newsgruppen auftaucht, habe ich hier versucht, zumindest die wichtigsten
Quellen kommentiert zusammenzustellen. Eigentlich hatte/habe ich vor, irgendwann mal einen Einführungstext zu dem Thema zu schreiben (falls das schon jemand gemacht hat,
wäre ich für die entsprechenden http-Adressen dankbar, schreibt mir eine mail), bis ich dafür die Zeit finde will ich wenigstens die Verweise auf die Literatur irgendwo ablegen,
und so kam diese Seite zustande. Das meiste, auf das ich hier verweise, ist Fachliteratur, die physikalische Vorkenntnisse voraussetzt. Allerdings haben fast alle Fachartikel eine
Zusammenfassung (einen abstract ) am Anfang, der man entnehmen kann, worum es in dem Artikel im wesentlichen geht. Diese Literaturliste gibt sicher keine vollständige
Übersicht über die relevanten Artikel, sondern spiegelt lediglich wieder, was mir bei meiner Beschäftigung mit dem Thema bislang über den Weg gelaufen ist - als Startpunkt für
jemanden, der sich mit dem Thema näher befassen will, könnte es also ganz nützlich sein. Anregungen oder Verweise auf weitere Quellen nehme ich gerne entgegen.

Worum geht es überhaupt?

In den letzten Jahren haben einige Physiker Experimente angestellt, in denen Überlichtgeschwindigkeiten gemessen wurden. Andererseits sagt die spezielle Relativitätstheorie
(SRT) Albert Einsteins, daß die Lichtgeschwindigkeit (allgemein mit c bezeichnet) das absolute Tempolimit für die Bewegung von Materie und für die Übertragung von
Informationen ist. Wird Information schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen, dann kommt es zu merkwürdigen Effekten, z.B. sieht es für einige Beobachter so aus, als
sei das überlichtschnelle Teilchen an seinem Ziel angekommen, bevor es überhaupt ausgesendet wurde (Verletzung der Kausalität). Wie das zustande kommt, steht in der
einführenden Literatur zur SRT. Ist die SRT jetzt also widerlegt, weil Überlichtgeschwindigkeiten gemessen wurden? Das erste Problem mit diesem einfachen Schluß ist, daß,
obwohl in der SRT Information bzw. Energie nicht mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen werden kann, bestimmte Geschwindigkeiten im Zusammenhang mit der
Wellenausbreitung die Lichtgeschwindigkeit durchaus überschreiten dürfen. So dürfen die Phasengeschwindigkeit und sogar die Gruppengeschwindigkeit oder die
Schwerpunktsgeschwindigkeit eines Wellenpakets durchaus größer als die Lichtgeschwindigkeit sein (diese Begriffe werden in einführenden Physikliteratur erklärt). Die
Geschwindigkeit des Signal`anfangs' - dem ersten Anzeichen dafür, daß da überhaupt eine Welle kommt -, die sogenannte Frontgeschwindigkeit muß dagegen immer kleiner
als die LG sein. Detaillierte Untersuchungen zu dieser Fragestellung und den Rollen der einzelnen Geschwindigkeiten finden sich in dem klassischen Buch

Brillouin, L. 1960 Wave Propagation and Group Velocity. NY: Academic Press.

Eine Übersicht findet sich z.B. im Kapitel 2.3 von

Sexl, Roman & Helmuth Urbantke 1992:Relativität, Gruppen, Teilchen. Wien/New York: Springer.

Informationen zum quantenmechanischen Tunneleffekt an sich finden sich in der Einführungsliteratur zur Quantenmechanik.

Ein Kennzeichen der Diskussion um die Überlichtgeschwindigkeiten ist es, daß die experimentellen Ergebnisse selber kaum umstritten sind, umso mehr dafür ihre Interpretation.
Einigkeit besteht darüber, daß in keinem der Experimente Frontgeschwindigkeiten größer als Lichtgeschwindigkeit gemessen wurden, und daß es somit keine Widersprüche zur
Einstein-Kausalität bzw. zur Grundlage der SRT, nach der Frontgeschwindigkeiten die Lichtgeschwindigkeit nicht überschreiten dürfen, gibt. Die Diskussion, wieviel Zeit denn
nun ein Teilchen zum Tunneln durch eine Barriere benötigt, begann etwa in den dreißiger Jahren und ist wohl auch heute noch nicht ganz abgeschlossen. Diese Problematik
betrifft dabei sowohl "echte" quantenmechanische Tunnelexperimente, wie die von der Forschergruppte in Berkeley um Raymond Chiao, als auch eigentlich klassische
Experimente mit Mikrowellen in Wellenleitern, wie die von Günter Nimtz und Mitarbeitern. Einen Überblick über die Diskussion (inklusive vielfältiger Verweise auf die
entsprechende Literatur) liefert

Hauge, E.H. & Støvneng 1989, Review of Modern Physics 61, S. 917--936.

Die Forschergruppe um Raymond Chiao in Berkeley hat ihre Forschungsarbeit auf

http://www.physics.berkeley.edu/research/chiao/research.html

beschrieben. Ein Experiment, indem ein einzelnes Photon eine Barriere durchtunnelte und seine Tunnelgeschwindigkeit (die allerdings keine Signalgeschwindigkeit ist) 1.7 c
betrug, ist beschrieben in

Steinberg, A.M., Kwiat, P.G. & R.Y. Chiao 1993: "Measurement of the Single-Photon Tunneling Time" in Physical Review Letter 71, S. 708--711

Artikel über die Ausbreitung von Wellenpaketen, die zwar schneller als Lichtgeschwindigkeit stattfindet und bei der sich die Wellen von dem speziellen Ausbreitungsmedium
sogar noch zusätzliche Energie borgen (was die Situation onch verkompliziert), bei der aber die Kausalität trotzdem nicht verletzt, sind

Chiao, R.Y. 1993: "Superluminal (but causal) propagation of wavepackets in transparent media with inverted atomic populations" in Phys. Rev. A 48, B34.

Chiao, R.Y. 1996: "Tachyon-like excitations in inverted two-level media" in Phys. Rev. Lett. 77, 1254.

Speziell zur Tunnelzeit-Problematik hat Aephraim Steinberg, der mit Chiao zusammenarbeitet, zwei papers geschrieben, die auch online zur Verfügung stehen:

Aephraim M. Steinberg 1995: "Conditional probabilities in quantum theory, and the tunneling time controversy" in Phys. Rev A52, 32-42 (was preprint
quant-ph/9502003).

Aephraim M. Steinberg 1995: "How much time does a tunneling particle spend in the barrier region? " in Phys. Rev. Lett. 74, 2405-9 (was preprint quant-ph/9501015).

Auch andere papers der Berkeley-Gruppe um Raymond Chiao gibt es online, so z.B.

Aephraim M. Steinberg, Raymond Y. Chiao 1995: "Sub-femtosecond determination of transmission delay times for a dielectric mirror (photonic band gap) as a function
of angle of incidence" in Phys. Rev. A51, 3525/8 (was Preprint quant-ph/9501013).

Raymond Y. Chiao, Paul G. Kwiat, Aephraim M. Steinberg: " Quantum non-locality in Two-Photon Experiments at Berkeley" (International Workshop on Laser and
Quantum Optics, Nathiagali, Pakistan, 9-14 July 1994) in Quantum and Semiclassical Optics 7, 259-78 (was preprint quant-ph/950101).

Frühere Experimente von Günter Nimtz von der Universität Kön, mit dessen Experimenten sich die jüngeren Zeitungsartikel zum Thema Überlichtgeschwindigkeit vor allem
beschäftigen, sind in

Enders, A. und G. Nimtz 1993, "Evanescent-mode propagation and quantum tunneling" in Phys. Rev. E 48, S. 632-634.

Enders, A. und G. Nimtz 1993, J. Phys. I (France) 3, S. 1089

Nimtz, G. et al. 1994: "Photonic Tunneling Times" in J. Phys. I (France) 4, 565.

beschrieben. Die Äquivalenz zwischen diesen Mikrowellenexperimenten und dem quantenmechanischen Tunneln ist beschrieben in

Martin, Th. und Landauer, R. 1991: "Time delay of evanescent electromagnetic waves and the analogy to particle tunneling" in Phys. Rev. A 45 , S. 2611-2617.

Als Reaktion auf diese Veröffentlichungen erschienen eine Anzahl von Artikeln, die sich damit beschäftigten a) warum in diesen Experimenten die Kausalität nicht verletzt wird
und b) wie die Ergebnisse der Experimente zu erklären sind:

Deutch, J.M. und F.E. Low 1993: "Barrier Penetration and Superluminal Velocity" in Ann. Phys. (NY) 228, S. 184-202.

Hass, K. und P. Busch 1994: "Causality of superluminal barrier traversal" in Phys. Lett. A 185, S. 9-13.

Landauer, R. und Th. Martin 1994: "Barrier interaction time in tunneling" in Rev. Mod. Phys. 66, S. 217-228.

Azbel, M. Y. 1994: "Superluminal Velocity, Tunneling Traversal Time and Causality" in Solid State Comm. 91, S. 439-441.

Eine leichter zugängliche Beschreibung einiger der Tunnelexperimente ist ein Artikel, den Nimtz über seine Experimente in den Physikalischen Blättern (der Zeitschrift der
Deutschen Physikalischen Gesellschaft) geschrieben hat,

Nimtz, G. 1993: "Instantanes Tunneln - Tunnelexperimente mit elektromagnetischen Wellen" in Phys. Bl. 49, S. 1119-1120.

Widerspruch gegen Nimtzs Interpretation seiner Messungen findet sich vier Hefte später: Dort rechnen P. Thoma und Th. Weiland von der TH Darmstadt vor, wie sich Nimtzs
Ergebnisse mit der klassischen Maxwellschen Theorie des Elektromagnetismus erklären lassen (und dass insbesondere kein Energie/Informationstransport mit v > c erfolgt),

Thoma, P. und Weiland, T. 1994: "Wie real ist das Instantane Tunneln" in Phys. Bl. 50, S. 313 und 360.

Als ergänzende Literatur zum Thema Wellenausbreitung in Hohlleitern verweisen Thoma und Weiland auf

Piefke, G. 1971: Feldtheorie I, BI-Hochschultaschenbuch Bd. 771 (Abschnitt 7.1.3.5: Energietransport/Energiegeschwindigkeit fü Wellen im Hohleiter)

Piefke, G. 1985: Aufgaben mit Lösungen zur Feldtheorie Teil 2, Fachgebiet Theoretische Elektrotechnik, TH Darmstadt (Aufgabe 4).

Im gleichen Band der Phys. Bl. findet sich auch ein Leserbrief von G. Eilenberger, der zeigt, inwiefern Nimtzs Interpretation mit dem derzeitigen physikalischen Verständnis in
Konflikt steht,

Eilenberger, G. 1993: Leserbrief in Phys. Bl. 50, S. 360/61.

Eine Stellungnahme von Nimtz, in der dieser zugibt, seine Experimente verletzten die Einstein-Kausalität nicht, zusammen mit zusammenfassenden Bemerkungen zu den
Kausalitätsüberlegungen bezüglich seiner Experimente findet sich in

Heitmann, W. und G. Nimtz 1994: "On causality proofs of superluminal barrier traversal of frequency band limited wave packets" in Phys. Lett. A 196, S. 154-158.

Zu den jüngeren Experimenten von Nimtz, insbesondere zum Tunneln von Teilen der 40. Sinfonie von Mozart mit 4,7facher Lichtgeschwindigkeit, über die in den
Pressenachrichten vor allem berichtet wurde: s.u. im Abschnitt Ergänzungen.

Zum Problem der Tunnelzeiten gibt es ein paar neuere online-Artikeln im Quantum Physics-archiv, und zwar

Toralf Gruner, Dirk-Gunnar Welsch: Photon tunneling through absorbing dielectric barriers, Preprint quant-ph/9606008

Andrea Begliuomini, Luciano Bracci: The tunneling time for a wave packet as measured with a physical clock Preprint quant-ph/9605045

M. S. Marinov, Bilha Segev On the concept of the tunneling time Preprint quant-ph/9603018

Ergänzungen: (5.5.99)

Aichmann, H., G. Nimtz und H. Spieker: "Photonische Tunnelzeiten: sunb-- und superluminales Tunneln" in Verhandlungen der Deutschen Physikalischen
Gesellschaft 7, 1995, S. 1258.
Dieser kurze Abstract eines Konferenzvortrages ist meines Wissens die einzige Veröffentlichung direkt zum Tunneln der Mozartsinfonie, die allerdings keine Details berichtet. Wesentlich
ergiebiger ist der nachfolgende Artikel:

Nimtz, G. und W. Heitmann: "Superluminal Photonic Tunneling and Quantum Electronics" in Progress in Quantum Electronics 21(2) (1997), S. 81-108.
Enthält eine Darlegung der Nimtzschen Interpretation seiner und ähnlicher Tunnelexperimente.

Chiao, R.Y. Chiao und A.M. Steinberg: "Tunneling Times and Superluminality" in Progress in Optics XXXVII (1997), S. 345-405.
Gute Beschreibung des "konventionellen" Standpunktes, nach dem bei den Tunnelexperimenten keine überlichtschnelle Informationsuml;bertragung stattfindet.

Mitchell, M.W. und R.Y. Chiao: "Causality and negative group delays in a simple bandpass amplifier" in American Journal of Physics 66(1) (1998), S. 14-19.
Schildert eine einfache Anordnung, anhand derer sich verstehen läßt, wie überlichtschnelle - oder gar negative - Gruppen- und "Signal"-Geschwindigkeiten entstehen könenn, ohne, daß die
Kausalität verletzt oder überlichtschnell Information übertragen wird.

Diener, G.: "Superluminal group velocities and information transfer" in Physics Letters A223 (1996), S. 327-331.
Allgemeiner Artikel über den Effekt der Pulsverformung, der in der konventionellen Interpretation die überlichtschnellen (bzw. negativen) Gruppengeschwindigkeiten erklärt.

Weitere Ergänzungen: (29.1.2001)

Die folgenden Zitate schließen eine wichtige Literaturlücke; es handelt sich um die Beiträge zu den Proceedings des Workshops "Superluminal(?) Velocities: Tunneling time,
barrier penetration, non-trivial vacua, philosophy of physics", organisiert von F. W. Hehl, P. Mittelstaedt und G. Nimtz, der vom 6. bis 10. Juni 1998 in Köln stattfand.

I. Evanescent mode propagation and simulations

A.M. Steinberg et al.: "An atom optics experiment to investigate faster-than-light tunneling" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 593-601.

M. Büttiker und H. Thomas: "Front propagation in evanescent media" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 602-617.

G. Nimtz: "Superluminal signal velocity" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 618-624.

A. A. Stahlhofen und H. Druxes: "Observable tachyons in the tunneling regime?" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 625-630.

X. Chen und C. Xiong: "Electromagnetic simulation of the evanescent mode" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 631-638.

G. Diener: "Energy balance and energy transport velocity in dispersive media" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 639-644.

H. D. Dahmen et al.: "Quantile motion of electromagnetic waves in wave guides of varying cross section and dispersive media" in Annalen der Physik (Leipzig), 7
(1998), S. 645-653.

E. Capelas de Oliveira und W. A. Rodrigues Jr.:"Superluminal electromagnetic waves in free space" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 654-659.

II. Superluminal quantum phenomena

F. E. Low: "Comments on apparent superluminal propagation" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 660-661.

C. R. Leavens und R. Sala Mayato: "Are predicted superluminal tunneling times an artifact of using the nonrelativistic Schrödinger equation?" in Annalen der Physik
(Leipzig), 7 (1998), S. 662-670.

J. G. Muga und J. P. Palao: "Negative time delays in one dimensional absorptive collisions" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 671-678.

S. Brouard und J. G. Muga: "Transient increase of high momenta in quantum wave-packet collisions" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 679-686.

C. Bracher und M. Kleber: "Minimum tunneling time in quantum motion" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 687-694.

D. Kreimer: "Locality, QED and classical electrodynamics" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 695-699.

K. Scharnhorst: "The velocities of light in modified QED vacua" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 700-709.

P. Mittelstaedt: "Can EPR-correlations be used for the transmission of superluminal signals?" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 710-715.

G. C. Hegerfeldt: "Instantaneous spreading and Einstein causality in quantum theory" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 716-725.

G. F. Melloy und A. J. Bracken: "The velocity of probability transport in quantum mechanics" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 726-731.

H. M. Krenzlin et al.: "Wave packet tunneling" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 732-736.

III. Causality, superluminality and relativity

P. Weingartner: "Causality in the natural sciences" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 737-747.

U. Schelb: "On the role of a limiting velocity in constructive spacetime axiomatics" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 748-755.

V. Gasparian et al.: "On the application of the Kramers-Kronig relations to the interaction time problem" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 756-763.

E. Recami et al.: "Superluminal microwave propagation and special relativity" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 764-773.

H. Goenner: "Einstein causality and the superluminal velocities of the Cologne microwave experiment" in Annalen der Physik (Leipzig), 7 (1998), S. 774-782.

Neben der unorthodoxen Physik interessiere ich mich seit längerem für ein Themengebiet, das man, vorsichtig ausgedrückt, unorthodoxe Archäologie nennen könnte. Es umfaßt
eine Vielzahl alternativer Deutungen der Vergangenheit, die man nicht in archäologischen Fachbüchern findet, sondern eher in allgemeinverständlichen (und zum Teil recht
erfolgreichen) Sachbüchern. Ein Paradebeispiel ist die Hypothese, die menschliche Geschichte sei maßgeblich durch außerirdische Besucher beeinflußt worden, eine These, die
in Deutschland vor allem durch die Bücher Erich von Dänikens bekanntgeworden ist.

Bei meiner Beschäftigung mit unorthodoxer Archäologie (und verwandten Themen, die ich unter dem Stichwort "Phantastische Wissenschaft" zusammenfasse) habe ich einiges
an Material zusammengetragen. Ein Teil davon ist in meinem Buch Phantastische Wissenschaft. Über Erich von Däniken und Johannes von Buttlar (Rowohlt: Reinbek bei
Hamburg 2000) veröffentlicht. Einiges von dem, was im Buch keinen Platz mehr fand, möchte ich an dieser Stelle online zugänglich machen. Im Gegensatz zu Phantastische
Wissenschaft, wo ich mich bemüht habe, die behandelten Themen (z.B. Elektrizität der alten Ägypter, Parther-Batterie, Dogon und Sirius) möglichst vollständig darzustellen, ist
das Material, das von dieser Webseite aus zugänglich ist, zum Teil fragmentarisch und eher spezialisiert. Diese Webseite richtet sich dementsprechend auch nicht an Leser, die
eher allgemeine kritische Informationen zur unorthodoxen Archäologie suchen - solche Leser sind auf den Webseiten, die ich weiter unten aufgelistet habe, sicher besser
aufgehoben.

Themen

Zecharia Sitchin und die altorientalischen Sprachen
Über Zecharia Sitchins unorthodoxe Art, Akkadisch und Sumerisch zu "übersetzen"

Zum Ganggrab von Gavrinis
Über verschlüsselte astronomische und sonstige Daten im Ganggrab von Gavrinis

Zur gefälschten Cheopskartusche
Einiges Material zu den angeblich gefälschten Kartuschen in den Entlastungskammern der Cheops-Pyramide.

Links

Der Einfachheit halber hier nur einige wenige Links, die sich - wie diese Seite - kritisch mit Thesen der unorthodoxen Archäologie auseinandersetzen (und ihrerseits weit
vollständigere Linksammlungen enthalten). In alphabetischer Reihenfolge:

Frank Dörnenburgs Seiten
Pyramidenrätsel, Zahlenmysterien, Mannamaschine, gefälschter Pharaonenname, Isis-Stele u.a.

Rainer Lorenz' benben-Seiten
Alter des Sphinx, Orion-Rätsel, Grabplatte von Palenque u.a.

Markus Pezolds "Mysteria 3000"
Atombomben im alten Indien, Dogon u.a.

Klaus Richters Artikelseite
Sitchin, Zilmmer, Ica-Steine, Dogon u.a.

Martin Stowers "Forging the Pharaoh's name"
Thematisch eng begrenzte Seite zur angeblichen Fälschung der der Kartuschen in den Entlastungskammern der Cheops-Pyramide (siehe auch oben).

Doug Weller's Archaeology site mit einer Vielzahl von Links zu Themen der Archäologie, aber auch der Unorthodoxen Archäologie.

Viel spass
Gruss
WGS