ETH Masterarbeit in Physik
über Quantumbezugssysteme

Alle Beobachtungen in der Physik benötigen eine Referenz, relativ zu der beobachtet wird: diese Referenz ist ein sogenanntes Bezugssystem. Bezugssysteme werden in vielen Theorien mathematisch abstrahiert (zum Beispiel als Koordinatensysteme), müssen aber in echten Experimenten durch echte, physikalische Objekte implementiert werden. Es lohnt sich also, zu untersuchen, was geschieht, wenn Bezugssysteme (wie andere Materie-Objekte auch) Quantensysteme sind. Dies ist in gewissen Regimen der Physik unerlässlich. So gelangen wir zum Gebiet der Quantenbezugssysteme. Wir unterschieden zwei Arten von (Quanten-)Bezugssystemen: perfekte und nicht-perfekte. Perfekte Bezugssysteme sind unendlich genau, im Gegensatz zu nicht-perfekten. Nicht-perfekte Bezugssysteme sind realistischer, aber perfekte Bezugssysteme sind als Idealisierung sehr hilfreich und einfacher handzuhaben.

In meiner Masterarbeit entwickelte ich ein bestehendes Framework (arXiv:2110.13199) für transformationen zwischen Quantenbezugssystemen weiter. Das Framework basiert auf Ideen der Quanteninformationstheorie und ist deswegen besonders unkompliziert auf (echte oder hypothetische) Labor-Situation anwendbar. Konkret entwickelte ich eine neue Herangehensweise womit das bestehende Framework ohne externes, absolutes Bezugssystem konstruiert werden kann, und erweiterte es auf Transformationen zwischen nicht-perfekten Quantenbezugssysteme. Mit Hilfe des erweiterten Frameworks konnte ich bestimmen, was ein Beobachter, welcher ein realistisches und daher nicht-perfektes Bezugssystem verwendet, sieht: Quantenzustände und Observablen erfahren eine Art Dekohärenz, wegen des nicht-perfekten Bezugssystems geht Information verloren.

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Astrofotografie

In meiner Freizeit fotografiere ich den Mond, Sterne, Galaxien und andere astronomische Objekte mit meinem Celestron-Teleskop und entweder einer Nikon-Spiegelreflexkamera oder einer ZWO ASI Astrokamera. Details und alle meine Bilder finden Sie hier. Unten finden Sie einige meiner besten Aufnahmen bisher, sowie die neusten Bilder.

astrophotography — Einige meiner besten Aufnahmen bisher: Kugelsternhaufen m92, Mond, Orionnebel (links nach rechts)

Meine Astropfotografie-Bilder sind geschützt durch die CC BY-NC-SA 4.0 Lizenz:

NGC 2264 - Konusnebel und Weihnachtsbaum-Sternhaufen

Der Konusnebel is ein H-II-Gebiet, das heisst ein Gebiet mit ionisiertem Wassterstoffgas. Er ist im rechten Bildteil als Kegel sichtbar. Die auffallend hellen Sterne gehören zum Weihnachtsbaum-Sternhaufen. Fotografiert mit Hilfe von Anna Bickel.

IC 405 - Flammensternnebel

Der Flammensternnebel ist ein Reflexions- und Emissionsnebel. Das heisst, dass er sowohl Licht von Sternen streut als auch aus eigener Kraft leuchtet. Fotografiert mit Hilfe von Anna Bickel.

zufälliges, tägliches Mandelbrot-Bild

Eine kleine, selbstprogrammierte Software rendert jeden Tag einen zufällig gewählten Bereich des Mandelbrot-Fraktals und lädt das Bild hier hoch. Siehe hier für vergangene Bilder und mehr Informationen.