Das Photon wird 110: Ein widersprüchlicher Charakter

11. April 2015, 15:30
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2015 feiert das Lichtteilchen, das zugleich Wellennatur hat, seinen 110. Geburtstag

Wien - Heuer feiert es seinen 110. Geburtstag, doch sein widersprüchlicher Charakter gibt den Wissenschaftern immer noch Rätsel auf: das Lichtteilchen Photon.

Das Photon ist das Elementarteilchen des elektromagnetischen Feldes, benannt nach dem griechischen Wort phos für Licht.

Die ursprüngliche Idee, dass Strahlung in Paketen auftritt, stammt vom deutschen Physiker Max Planck. Er führte sie 1900 als Quantenhypothese ein - mit großen Bedenken, war er doch selbst nicht überzeugt, der Physik einen guten Dienst zu erweisen durch den Verstoß gegen den jahrhundertealten Grundsatz, dass die Natur keine Sprünge macht.

Einstein ging noch einen Schritt weiter und wendete 1905 die Quantenhypothese auf Licht an - die Geburtsstunde des Photons. Gleichzeitig stellte Einstein den Wellencharakter von Licht nicht in Abrede, die Physiker sprechen bei der Doppelnatur des Lichts seither vom Welle-Teilchen-Dualismus.

Obwohl dieser in philosophischer Hinsicht noch kaum verstanden ist, wird er in der Quanteninformationstheorie zum Herzstück experimenteller Anwendungen. Der Teilchencharakter des Lichts ist auch zentral, um die Sicherheit von Quantenkommunikation zu garantieren, sagt Peter Rabl, Assistenzprofessor für Theoretische Quantenoptik an der Technischen Universität Wien: "Wenn ich ein Lichtteilchen detektiere, ist es weg, wenn ich eine Welle messe, wird sie dadurch aber nicht zerstört."

Einstein selbst bemühte sich bis zu seinem Lebensende, den widersprüchlichen Charakter des Photons zu entschlüsseln. 1951 schrieb er an einen Freund: "Die ganzen 50 Jahre bewusster Grübelei haben mich der Antwort der Frage 'Was sind Lichtquanten' nicht näher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er täuscht sich." (Tanja Traxler, DER STANDARD, 8.4.2015)

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