Spiegel in Verschränkung

15. Januar 2009

Text: Roland Wengenmayr

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Diese massiven Spiegel wollen Forscher der Universität Hannover und des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik miteinander verschränken. Solche Experimente sind bislang nur mit Objekten des Mikrokosmos, wie Photonen und Atomen gelungen. Die Verschränkung makroskopischer Objekte soll helfen herauszufinden, bis zu welcher Größe Objekte Quanteneigenschaften zeigen. [weniger]

Diese massiven Spiegel wollen Forscher der Universität Hannover und des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik miteinander verschränken. Solche Experimente sind bislang nur mit Objekten des Mikrokosmos, wie Photonen und Atomen gelungen. Die Verschränkung makroskopischer Objekte soll helfen herauszufinden, bis zu welcher Größe Objekte Quanteneigenschaften zeigen.

© Lück, Albert-Einstein-Institut

© Lück, Albert-Einstein-Institut

Klares, nüchternes Denken ist wohl das beste Rezept gegen die Irrwege, auf die selbst Physiker geraten können, sobald sie Quantenphysik in verständliche Bilder fassen wollen. Diesen Eindruck vermittelt jedenfalls Roman Schnabel, als er in seinem aufgeräumten Büro am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover geduldig erklärt, woran er forscht. Für modischen Quanten-Mystizismus jedenfalls hat der junge Professor für Experimentalphysik nichts übrig. Dabei scheut er durchaus nicht den Kontakt zu anderen Denkwelten. Kürzlich, erzählt er, habe er einen Vortrag über Quantenphysik auf einer Veranstaltung an einem Asien-Institut gehalten, die das Verhältnis zwischen Naturwissenschaften und Buddhismus beleuchtete.

„Anders als in der dort vorgestellten buddhistischen Lehre gibt es in der Quantenphysik zum Beispiel den echten Zufall“, erzählt Schnabel. Dass Dinge völlig ohne Grund passieren können, ist nur eine der Eigenheiten der Quantenwelt. Noch merkwürdiger mutet das Phänomen an, das der Wiener Quantenphysiker Erwin Schrödinger in den 1930er-Jahren Verschränkung taufte. Danach können zwei Teilchen ein Quantenobjekt formen, selbst wenn sie weit voneinander entfernt sind.

Hinzu kommt, dass in der Quantenwelt jede Messung das gemessene Objekt verändert. Misst man also an einem Teilchen die Quanteneigenschaft, über die es mit anderen Teilchen verschränkt ist, dann legt das schlagartig dieselbe Eigenschaft für jedes der beteiligten Teilchen fest. Dabei ist es egal, wie weit diese voneinander entfernt sind. Bei verschränkten Lichtquanten (Photonen) in Luft funktioniert das noch über 144 Kilometer Entfernung, wie österreichische Physiker 2007 zeigten.

Solche spektakulären Demonstrationen gehen auf Gedankenexperimente aus den 1930er-Jahren zurück. Damals stritten sich die hellsten Köpfe der Physik heftig um die Konsequenzen der noch jungen Quantenmechanik. Vor allem Albert Einstein wollte die vermeintlichen Schwächen messerscharf sezieren. Mittlerweile können Experimentatoren diese Gedankenexperimente realisieren – und siehe da: Die Natur ist exakt so verrückt, wie es die Quantentheorie beschreibt.