"Einsteins Spuk" gibt es tatsächlich und man kann ihm sogar sichtbar machen (siehe Video): Die rätselhafte Fernwirkung zweier miteinander verschränkter Teilchen, die auch nach einer Trennung verbunden bleiben.Und es gibt sie doch, die Verschränkung in Bereich der Materie!
Das heißt: Lichtteilchen können augenblicklich (ohne Zeitverzögerung) in mysteriöser Weise miteinander in Wechselwirkung treten – auch, wenn sie Lichtjahre voneinander entfernt sind. Rätselhaft ist, wie die Information von einem Teilchen zum anderen gelangt.
Ein Forscherteam der Universität Wien rund um Physiker Prof. Dr. Anton Zeilinger zeigt mit Hilfe eines neuartigen Aufnahmeverfahrens (siehe Video) in Echtzeit, wie sich eine Messung an einem Lichtteilchen auf ein mit ihm verschränktes Partnerteilchen auswirkt.
Videolink: https://www.youtube.com/watch?v=7Rtqbygk7Qk
Europäische Forscher haben den im Video zu beobachtenden "Spuk-Effekt" nun auch bei Elektronen hergestellt. Dem Forscherteam ist es gelungen, Elektronen voneinander zu trennen, die durch quantenmechanische Effekte miteinander verbunden sind. Trotz der räumlichen Trennung bleibt diese physikalische Verbindung beider Teilchen erhalten - ein Effekt, den Forscher als quantenmechanische Verschränkung bezeichnen und der bisher nur an Lichtteilchen und nicht an Materie-Bausteinen beobachtet werden konnte.
Diese Entdeckung könne u.a. den Bau ultraschneller Computer ermöglichen und zur Entwicklung von Sicherheitssystemen zur Verschlüsselung von Daten beitragen, meldet die Amerikanische Physikalische Gesellschaft in College Park. Sie zeigt uns aber auch, dass der Quantenpysikalische Effekt der Verschränkung über Zeit und Raum, sich nicht nur auf masselose Lichtteilchen (Photon beschränken muss) sondern das das Prinzip der Verschränkung auch bei Teilchen möglich sind, die wie das Materie-Teilchen das Elektron über eine eigene Masse verfügen.
Albert Einstein nannte den Effekt noch "Spukhafte Fernwirkung", bei dem zwei Lichtteilchen quantenmechanisch so miteinander verschränkt werden, dass eine Veränderung des Zustands des einen Teilchens automatisch immer auch einen Wechsel beim anderen Teilchen bewirkt.
Als spukhaft bezeichnen Physiker diese Wirkung bis heute, da es bislang nicht vollständig klar ist, auf welche Weise die Information über die Veränderung des Zustands vom einen zum anderen Teilchen gelangt (da diese Information ja mit Überlichtgeschwindigkeit durch Zeit und Raum transportiert werden muss, bzw. auch keine Energieübertragung dabei festgestellt werden kann).
Wissenschaftler haben in Experimenten miteinander verschränkte Lichtteilchen bereits mehrere Kilometer voneinander getrennt und konnten dabei sogar die Geschwindigkeit messen, mit der sich diese spukhafte Fernwirkung ausbreitet. Sie kamen dabei auf ein Vielfaches der Lichtgeschwindigkeit (!!!). Bei masselosen Teilchen wie dem Photon noch eher vorstellbar, aber bei Elektronen die über eine eigene Masse verfügen, ganz unverständlich.
Dadurch dass das internationale Forscherteam aus Frankreich, Deutschland und Spanien einen solchen Verschränkungseffekt auch erstmals bei Elektronen und damit bei einem Baustein der Materie erzeugen konnten, wird alles nur noch rätselhafter.
Hintergrund: Die Wissenschaftler verwendeten für ihr Experiment einen Supraleiter - ein Material, in dem sich elektrische Ladungen ganz ohne Widerstand bewegen können. In diesem Supraleiter schließen sich die Elektronen aufgrund quantenmechanischer Mechanismen zu Paaren zusammen.
Mit einem besonderen Versuchsaufbau konnten die Forscher diese so genannten "Cooper-Paare" wieder trennen und in verschiedene Richtungen dirigieren. Die quantenmechanische Verschränkung dieser Teilchen blieb aber trotz des Abstandes von etwa einem tausendstel Millimeter erhalten.
Das Forscherteam hofft nun, ihre Technik so weiterentwickeln zu können, dass sich mit verschränkten Elektronen einmal Computer konstruieren lassen, die mit Hilfe von quantenmechanischen Zuständen Rechenoperationen durchführen können.
Anm.: Es gibt auch die Idee, verschränkte Teilchen bei der verschlüsselten Übertragung von Informationen einzusetzen: Ein Teilchen dient dabei zur Datenübermittlung, während das andere beim Sender verbleibt. (Das Quantenhandy!) Dieser würde dann anhand von Veränderungen am verbleibenden Teilchen sofort bemerken, wenn das zugehörige, verschränkte Teilchen von einem unbefugten Mithörer abgefangen wird. So wäre nicht nur eine abhörsichere, sondern auch zeitlose Kommunikation (schneller als Funkwellen) möglich. Eine Kommunikation zwischen zwei Quantentelefonen würde dann in Jetztzeit erfolgen, also es wäre egal ob der eine auf dem Mars steht und der andere auf der Erde oder irgendwo anders im Universum, die Nachrichten würden zeitlos in Jetztzeit übermittelt werden können.
Quellen: Video = Real-Time Imaging of Quantum EntanglementRobert Fickler, Mario Krenn, Radek Lapkiewicz, Sven Ramelow, Anton Zeilinger, Scientific Reports 3: 1914 (http://www.nature.com/srep/2013/13052...)
Quelle Anmerkung: IPN-Forschung/Eggetsberger
