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Astronomie|Physik Technik|Digitales

Keine Reise mit Überlichtgeschwindigkeit

Je nach Ausbreitungsmedium können Geschwindigkeiten in Lichtwellen die Mauer der Lichtgeschwindigkeit durchbrechen. Doch diese Effekte können nach Erkenntnissen von Schweizer Physikern nicht für den Datentransport genutzt werden. Gemäß den Einsteinschen Theorien ist es damit niemals möglich, ein Signal mit Überlichtgeschwindigkeit in die eben vergangene Vergangenheit zurückzusenden. Dieser Umstand hätte zur Folge gehabt, dass sich Ursache und Folge eines Ereignisses vertauscht hätten.

„In unserem Experiment konnten wir zum ersten Mal die Signalgeschwindigkeit direkt beobachten, mit der sich Information fortbewegt“, erklären Nicolas Gisin und seine Kollegen von der Universität Genf. Im Fachblatt „Physical Review Letters“ (Vol. 93, Art. Nr. 203902) beschreiben sie ihren ausgefeilten Versuch, in dem sie polarisierte Lichtteilchen aus einem Laser durch einen optischen Lichtleiter schickten. Dabei erzielten sie so genannte Gruppengeschwindigkeiten, die fast doppelt so hoch waren wie die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, die bei rund 300 000 Kilometern pro Sekunde liegt. Mit diesem Tempo breiten sich die Pulse eines Lichts in einem dichten Medium wie einem Glasfaserkabel aus. Nun galt es zu überprüfen, ob diese Pulsbewegung nicht doch für einen Signaltransport geeignet sein könnte.

Durch die geschickte Aufspaltung des schnellen Lichtpulses konnten Gisin und Kollegen nun die beiden Lichtsignale später wieder überlagern und über bestimmte Interferenzmuster analysieren. Lichtwellen ganz am Anfang des jeweiligen Pulses können dabei zusammenfallen und sich konstruktiv überlagern. Diese Überlagerung lässt sich durchaus als transportierte Information interpretieren. Doch ihre Messungen zeigten eindeutig, dass dies nie mit einer Geschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit aufgetreten konnte. Die über lichtschnellen Gruppengeschwindigkeiten spielten dabei keine Rolle.

Schon früher untersuchten Physiker die „Phasengeschwindigkeit“ eines Lichtpuls, die je nach Experiment ebenfalls Werte oberhalb der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit annehmen kann. Sie beschreibt das Tempo eines bestimmten „Phasenzustandes“ innerhalb einer Lichtwelle. Auch diese lässt sich nicht für den Transport von Information nutzen. So fantastisch immer wieder Versuche mit „Überlichtgeschwindigkeiten“ klingen, sie beziehen sich niemals auf die nun definierte „Signalgeschwindigkeit“ eines Lichtpulses. Eine Wirkung kann damit nie vor einer Ursache liegen und das grundlegende Kausalitätsprinzip lässt sich auch im ausgeklügelsten Experiment nicht widerlegen.

Jan Oliver Löfken
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