Teilchen oder allgemeiner Systeme werden in der Quantenphysik durch "Zustände"
beschrieben. Ein Zustand mit einer be-stimmten Eigenschaft, z.B. mit
be-stimmtem Impuls, ist bezüglich einer dazu komplementären Eigenschaft
un-be-stimmt, z.B. bzgl. des Ortes.
- Bei einem Ein-Teilchen-Zustand mit be-stimmtem Impuls ist der Ort
beliebig un-be-stimmt. In diesem Fall enthält also der bezüglich des
Impulses be-stimmte Zustand Beimischungen von Zuständen beliebiger Orte,
man sagt, er ist eine Überlagerung von Zuständen beliebiger Orte.
Bei einer Ortsmessung wird einer dieser möglichen Orte realisiert.
- Ein Photon mit einer be-stimmten Polarisation bzgl. einer festen
Polarisator-Stellung hat un-be-stimmte Polarisation bzgl. einer anderen,
dazu geneigten Polarisator-Stellung. Z.B. hat ein Photon, das einen
Polarisator in y-Richtung passiert, be-stimmte Polarisation in
y-Richtung. Stellte man dahinter einen unter 450 gedrehten
Polarisator auf, kann das Photon mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit
passieren oder aber absorbiert bzw. reflektiert werden. Es besitzt dann
vor dem Durchgang bzgl. dieser Polarisator-Stellung un-be-stimmte
Polarisation, bzw. lässt sich durch einen Überlagerungszustand von
einem Zustand mit scharfer Polarisation bzgl der neuen Richtung und
einem Zustand mit dazu senkrechter Polarisation darstellen.
- Allgemein spricht man von einem Teilchen in einem
Überlagerungszustand, wenn zwischen zwei oder mehr klassisch
möglichen Ausgängen von Experimenten mit dem Teilchen noch nicht
entschieden ist.
- Auch nach dem Passieren durch einen Doppelspalt ist zwischen den
beiden klassisch denkbaren Möglichkeiten (Durchgang durch Spalt A oder
Durchgang durch Spalt B) ohne eine Ortsmessung nicht entschieden. Das
passierende Teilchen ist einem Überlagerungszustand bzgl. beider
Möglichkeiten.
- Strahlt man Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge auf ein einzelnes
Ion, dann kann es das Ion anregen, d.h. es kann ihm Energie zuführen.
Befindet sich das Ion bereits in diesem angeregten Zustand, dann kann
das selbe Laserlicht dafür sorgen, dass das Ion unter Abgabe eines
Photons in den Grundzustand übergeht. Ohne eine Messung dieses Photons
ist nicht entschieden, ob sich das Ion im angeregten oder im
Grund-Zustand befindet. Es ist in einem Überlagerungszustand von
beiden Möglichkeiten.
- Ein stationärer Zustand, z.B. eines Atoms, ist ein Zustand
mit be-stimmter (Gesamt-)Energie. Da die kinetische (potentielle)
Energie dabei un-be-stimmt ist, lässt sich der stationäre Zustand
auffassen als Überlagerungszustand von allen möglichen Zuständen
be-stimmter kinetischer (potentieller) Energie.