Verborgene Variablen

Unter verborgenen Variablen oder verborgenen Parametern versteht man in einigen deterministischen Interpretationen der Quantenmechanik auftretende Größen, denen physikalische Realität zugesprochen wird und mit deren Hilfe der "reine" Zufall in der nichtdeterministischen Standardinterpretation der Quantenmechanik auf deterministische Mechanismen zurückgeführt werden soll. Solche Interpretationen gehen meist mit einem philosophischen Realismus einher, so dass solche Interpretationen auch als realistische Interpretationen der QM bezeichnet werden.

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Verborgen werden die Parameter genannt, da sie in der Standardinterpretation der QM nicht auftauchen und folglich auch kein Messverfahren innerhalb dieser Standardinterpretation abgeleitet werden kann. Falls sie existieren, wären sie also in der Standardinterpretation verborgen. Das heißt nicht, dass verborgene Variablen prinzipiell nicht gemessen werden können. So kann nicht prinzipiell ausgeschlossen werden, dass aus einer deterministischen Theorie mit verborgenen Parametern ein Messverfahren abgeleitet werden kann. Andererseits gibt es deterministische Theorien (wie die de-Broglie-Bohm-Theorie), von denen gezeigt werden kann, dass sie exakt die gleichen empirischen Voraussagen machen wie die nichtrelativistische Standardquantenmechanik, so dass deren verborgene Parameter prinzipiell nicht messbar sind.

Man unterscheidet zwischen Theorien mit lokalen und nichtlokalen verborgenen Variablen. Theorien mit lokalen verborgenen Variablen erfüllen stets die bellsche Ungleichung. Die Quantenmechanik verletzt jedoch in Übereinstimmung mit den Ergebnissen des Aspect-Experiments (en:Aspect experiment) zum EPR-Effekt die bellsche Ungleichung. Daher kann es keine Beschreibung der Wirklichkeit mit lokalen verborgenen Variablen geben.

Die bekannteste Theorie mit nichtlokalen Variablen ist die bereits erwähnte de-Broglie-Bohm-Theorie. Sie ist eine deterministische Theorie, in der die quantenmechanische Wellenfunktion als "Führungswelle" für unbeobachtbare Teilchenbahnen betrachtet wird. Die de-Broglie-Bohm-Theorie ist allerdings eine nichtrelativistische Theorie. Eine befriedigende Erweiterung für den relativistischen Fall steht noch aus.

Siehe auch

• Kochen-Specker-Theorem