"Spukhafte Fernwirkung": Quantenexperiment widerlegt Einstein

22. Oktober 2015, 17:55
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Physiker der TU Delft wollen nachgewiesen haben, dass es in der Quantenphysik eine "spukhafte Fernwirkung" gibt. Das wäre ein regelrechter Durchbruch

Delft/Wien – Zeit ihres Lebens verband die Physikkapazunder Niels Bohr und Albert Einstein eine Lieblingsstreitfrage: Ist die Quantenphysik eine vollständige Theorie, oder muss sie um weitere Parameter ergänzt werden, damit sie die Natur adäquat beschreiben kann? Während Bohr auf der Vollständigkeit der Theorie beharrte, schuf Einstein immer neue Gedankenexperimente, um das Gegenteil zu zeigen. In der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Nature" präsentieren Physiker der Technischen Uni Delft ein Experiment, mit dem sie diese Streitfrage beantworten – zugunsten von Bohr.

foto: tu delft / slagboom en peeters luchtfotografie bv
Die Anordnung des Experiments an der Technischen Universität Delft in einer Luftaufnahme: Links (Versuchspunkt A) und rechts (B) werden in 1,3 Kilometer Entfernung verschränkte Paare von Elektronen und Photonen erzeugt, beim hellen Fleck in der Mitte werden die Photonen gemessen.

"Spukhafte" Teilchen

Dabei geht es um ein zentrales Prinzip der Physik: den lokalen Realismus. Dieser wird bei sogenannten verschränkten Teilchen durch die Quantenphysik verletzt: Die Zustandsänderung eines Teilchens beeinflusst den verschränkten Partner – auch wenn dieser weit entfernt ist. Einstein sprach von "spukhafter Fernwirkung".

Nachdem der Physiker John Bell 1964 einen Vorschlag formuliert hatte, experimentell zu zeigen, ob die "spukhafte Fernwirkung" real ist, wurde seit den 1970ern eine Vielzahl an Experimenten gemacht. En gros ging Bohr als Sieger hervor, doch blieben bisher stets Loopholes offen, also experimentelle Schlupflöcher, die einer finalen Antwort im Wege standen.

Keine Schlupflöcher

Das Team aus Delft bezeichnet das neue Experiment als "loophole-free". Indem sie ein neues Set-up wählten und aktuellste Quantentechnologien, konnten die Forscher um Ronald Hanson das weltweite Wettrennen für sich entscheiden. "Wir haben nachgewiesen, dass es spukhafte Fernwirkung gibt", sagt Hanson.

"Das Experiment hämmert den letzten Nagel in den Sarg des lokalen Realismus", schreibt Howard Wiseman von der Griffith University in "Nature", der nicht daran beteiligt war. In der "New York Times" gibt sich MIT-Physiker David Kaiser hingegen weniger überzeugt: "Das Experiment hat zwei der drei wichtigsten Loopholes elegant geschlossen, aber wir haben das Ziel noch nicht erreicht."

Neben den physikalischen Einsichten bedeutet das Experiment jedenfalls einen Schritt in Richtung praktischer Anwendungen wie des Quanteninternets, das eine weitgehend sichere Informationsübertragung ermöglichen würde. (Tanja Traxler, 22.10.2015)

  • Der optische Tisch am Versuchspunkt A, wo verschränkte Paare von Elektronen und Photonen erzeugt werden.
    foto: frank auperle

    Der optische Tisch am Versuchspunkt A, wo verschränkte Paare von Elektronen und Photonen erzeugt werden.

  • tu delft

    Video der TU Delft.

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