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Einsteins "spukhafte Fernwirkung" ist Realität

Einstein wollte nicht glauben, dass unsere Welt so sonderbar ist, wie es die Quantenmechanik vorhersagt. M.A. Rowe vom National Institute of Standards and Technology in Boulder, Colorado, hat jetzt zusammen mit seinen Kollegen eines der letzten Hintertürchen geschlossen, dass den Gegnern der Quantenmechanik noch offen stand. Im Gegensatz zu früheren Versuchen konnten die Physiker bei ihrem Experiment mit „verschränkten Teilchen“ so gut wie alle Teilchen auffangen und ihre Eigenschaften registrieren. Das berichtet die Fachzeitschrift Nature.

Das Besondere an verschränkten Teilchen ist, dass sie sich in einem gemeinsamen Quantenzustand befinden. Das bedeutet, dass die Eigenschaften der beiden Teilchen voneinander abhängen. Ändert eines der Teilchen eine seiner Eigenschaften, dann muss das andere dies augenblicklich auch tun ? und zwar unabhängig davon, wie weit die Teilchen voneinander entfernt sind.

Insbesondere den letzten Punkt wollte Einstein nicht akzeptieren. In seiner Relativitätstheorie hatte er gezeigt, dass sich nichts schneller als das Licht bewegen kann. Wie sollte dann aber die Information über die Zustandsänderung des einen Teilchens das andere augenblicklich erreichen? Deshalb behauptete Einstein 1935, dass die Quantenmechanik falsch oder zumindest unvollständig sei und nannte das Phänomen der verschränkten Teilchen „spukhafte Fernwirkung“.

Seit Anfang der achtziger Jahre wurden zahlreiche Experimente durchgeführt, die immer wieder zeigten, dass Einstein Unrecht hatte und die Quantenmechanik richtig ist. Doch diese Experimente ließen Einsteins Sympathisanten ein Hintertürchen offen: Es konnte nur ein Bruchteil der Teilchen registriert werden. Deshalb konnten die Gegner der Quantenmechanik sich regelmäßig alternative Theorien ausdenken, die erklärten, warum ausgerechnet der registrierte Bruchteil sich scheinbar so verhielt, als ob die Gesetze der Quantenmechanik richtig wären.

Bei ihrem Experiment mit Beryllium-Ionen konnten Rowe und seine Kollegen 80 Prozent der Teilchen registrieren. Zum Vergleich: Bei früheren Experimenten mit Photonen war nur eins von einer Million Paaren aufgefangen worden.

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Trotzdem bleibt Einsteins Anhängern noch ein kleines Hintertürchen: Bei Rowes Experiment sind die beiden verschränkten Teilchen nicht so weit voneinander entfernt, dass nicht doch irgendein Signal zwischen ihnen mit Lichtgeschwindigkeit ausgetauscht werden könnte. Es sind zwar etliche Experimente durchgeführt worden, in denen das ausgeschlossen wurde. Aber es ist noch kein Experiment durchgeführt worden, in dem gleichzeitig beide Hintertürchen geschlossen wurden. (Nature, Bd. 409, S. 774-775, 791-794)

Mehr über verschränkte Teilchen erfahren Sie in unserer Meldung “ Einsteins ’spukhafte Fernwirkung‘ könnte die Genauigkeit von Atomuhren verbessern„.

Axel Tillemans

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