Die sogenannte
Verschränkung ist wohl das seltsamste Phänomen der Quantentheorie. Zwei miteinander
verschränkte Teilchen verhalten sich stets wie ein siamesisches Zwillingspaar,
unabhängig davon, wie weit sie von einander entfernt sind. Bestimmt man durch eine
Messung die
Eigenschaft eines Teilchens, wird
augenblicklich auch der Quanten
zustand des Partners
festgelegt. Heutzutage sieht man die Verschränkung weitgehend als Essenz der Quantenphysik an.
- die Verschränkung, -en: entanglement
- verschränkt: entangled
- das Teilchen, –: particle
- verhalten, verhielt, verhalten: to behave
- unabhängig: indipendently
- die Messung: measurement
- die Eigenschaft, -en: characteristic
- augenblicklich: immediately
- der Zustand, Zustände: status
- festlegen, festlegte, festgelegt: to settle
Albert Einstein und andere Physiker allerdings konnte
sich mit dem Phänomen nie richtig
anfreunden. Schließlich kann
sich gemäß der speziellen Relativitätstheorie nichts schneller
ausbreiten als Licht - also auch nicht die Information darüber, was mit einem verschränkten Teilchen augenblicklich
geschieht. Einstein sprach deshalb von einer
spukhaften Fern
wirkung, die zwei verschränkte Teilchen miteinander verbindet. Wissenschaftler von der Universität Genf sind nun der Frage nachgegangen, wie
rasch zwei miteinander korrelierte Teilchen Informationen über ihre
jeweiligen Zustände
austauschen können, falls die Verschränkung durch ein Signal
vermittelt würde.
- sich mit jemandem/etwas anfreunden, anfreundete, angefreundet: to come on to
- gemäß: in accordance with
- sich ausbreiten, ausbreitete, ausgebreitet: to spread
- geschehen (es geschieht), geschah, geschehen: to happen
- spukhaft: spooky, mysterious
- die Wirkung, -en: effect
- rasch: quick
- jeweilig: respective
- austauschen, austauschte, ausgetauscht: to exchange
- vermitteln, vermittelte, vermittelt: to mediate
Photonenpaare auf
getrennten Wegen
- getrennt: separate, distinct
Die Forscher um Nicolas Gisin, die für ihre Freilandversuche bekannt sind, in denen sie die
Gültigkeit der Verschränkung auch über große Distanzen hinweg untersucht haben,
erzeugten Paare von verschränkten roten Photonen, indem sie in ihrem Labor auf dem Universitätscampus einen blauen Lichtstrahl durch einen speziellen Kristall
lenkten.
Anschließend schickten sie von jedem Paar ein Photon durch einen Lichtleiter in
annähernd entgegengesetzte Richtung. Während das eine Lichtteilchen zum östlich von Genf gelegenen Dorf Jussy
flog,
eilte das andere Lichtteilchen in westlicher Richtung nach Satigny. Die verschränkten Lichtteilchen legten dabei jeweils gleich lange Wege von 17,5 Kilometern zurück.
- die Gültigkeit _: validity
- erzeugen, erzeugte, erzeugt: to generate
- lenken, lenkte, gelenkt: to direct
- anschließend: danach
- annähernd: : about, approximately
- fliegen, flog, geflogen: to fly
- eilen, eilte, geeilt: to hurry
An den
Zielorten wurde die Verschränkung mit Interferometern überprüft. Das Ergebnis
entsprach den Erwartungen. Fast alle aus Genf kommenden Teilchenpaare waren stark miteinander korreliert, wobei sich die Eigenschaft eines Photons an einem Ort
unmittelbar änderte, sobald der Zustand des Partner am anderen Ort
feststand und
umgekehrt. Die Forscher konnten
ausschließen, dass die Eigenschaften des einen und des anderen Teilchens schon
von Anfang an bekannt waren. Erst durch die Messungen in Jussy und Satigny wurden sie festgelegt.
- der Zielort, -e: destination
- entsprechen (entsprichst, entspricht), entsprach, entsprochen: passen zu – to correspond to
- unmittelbar: immediately
- feststehen, feststand, feststanden: to be certain
- umgekehrt: conversely
- ausschließen, ausschloss, ausgeschlossen: to exclude
- von Anfang an: from the (very) beginning
Gleichzeitig oder sehr viel schneller als Licht?
Die Messungen liefen 24 Stunden lang, während sich die Erde einmal um sich selbst dreht. Damit wollte man den Einfluss eines hypothetischen
Bezugssystems mit besonderer räumlicher Orientierung zum Experiment
berücksichtigen, in dem sich die Fernwirkung möglicherweise langsamer ausbreitet als in anderen Systemen. Bei einer kompletten Erdrotation hätte sich die Existenz eines solchen Bezugssystems durch charakteristische Fluktuationen in den Messergebnissen zeigen müssen, was
jedoch nicht der Fall war.
- das Bezugssystem, -e: reference system
- berücksichtigen, berücksichtigte, berücksichtigt: to consider
- jedoch: though
Anschließend
berechneten die Forscher die
Geschwindigkeit, mit der die
vermeintliche Quanten
botschaft über den geänderten Quantenzustand von einem Ort zum anderen hätte eilen müssen. Sollte eine solche endliche Fernwirkung tatsächlich existieren, so müsste sie sich mindestens zehntausendmal so schnell ausbreiten wie das Licht, berichten die Forscher in der Zeitschrift "Nature" (Bd. 454, S. 861). Dass sich Quanteninformationen mit Überlichtgeschwindigkeit
fortpflanzen können, halten die Forscher allerdings für äußerst unwahrscheinlich. Sie sind wie viele ihrer Kollegen vielmehr davon überzeugt, dass sich Verschränkungen tatsächlich gleichzeitig an jedem Ort und zu jedem Zeitpunkt zeigen können,
ungeachtet der Gesetze der speziellen Relativitätstheorie. Dadurch wird aber selbst für Spezialisten wie Gisin kaum klarer, wie zwei Teilchen gleichzeitig zu wissen scheinen, was mit dem anderen gerade passiert.
- berechnen, berechnete, berechnet: to evaluate
- die Geschwindigkeit, -en: velocity
- vermeintlich: supposed
- die Botschaft, -en: die Nachricht
- fortpflanzen, fortpflanzte, fortgepflanzt: to reproduce
- ungeachtet (+ Genitiv): trotz – regardeless
[
FAZ - Manfred Lindinger]
