Quantenphysik: Forscher wollen erstmals einen Organismus in zwei Zustände (= Superposition) gleichzeitig versetzen.

Bakterie wird in den quantenphysikalischen Zustand der Superposition versetzt.
Es bahnt sich eine Revolution und ein Paradigmenwechsel im Bereich der Quantenphysik an. Hintergrund: Als Superposition bezeichnet man einen von der Quantentheorie vorhergesagten Zustand eines Teilchen, in dem dieses an zwei unterschiedlichen Orten bzw. in zwei unterschiedlichen Zuständen zugleich existiert und sein endgültiger Zustand sich erst durch eine Messung bzw. Beobachtung (durch das sog. Beobachter/Bewusstsein) entscheidet. Der Abschluss einer Messung ist erst dann gegeben, wenn ein beobachtendes Bewusstsein die Messung vorgenommen und wahrgenommen hat. 

Symbolbild: Bakterium © Fotolia

Nachdem Forscher bereits 2013 eine mikroskopisch kleine Membran in den Zustand der Superposition versetzt haben, planen sie jetzt erstmals auch einen lebenden Organismus in gleichzeitig zwei Existenz-Zustände zu versetzen.

Wie die Forscher um Tongcang Li von der Purdue University und Zhang-Qi Yin vom Centre for Quantum Information an der Tsinghua University in Peking vorab schon auf „ArXiv.org“  berichten, basiert ihr geplantes Experiment auf der erfolgreichen Versetzung einer mikroskopisch kleinen Membran aus Aluminium, die Wissenschaftler schon 2013 erfolgreich in den Zustand der Superposition versetzt hatten (siehe den Bericht dazu). ... 

Versuchsaufbau Teil 1

Der Zustand der Quanten-Superposition, der für Elementarteilchen innerhalb der sogenannten Heisenbergschen Unschärferelation vorhersagbar ist, wird gerne auch am Beispiel von „Schrödinger’s Katze“ aus der Welt der Quanten in die makroskopische Welt in Form eines Paradoxons übertragen und damit leichter verdeutlicht. Das Paradoxon bei der "Schrödinger Katze" besteht darin, dass dem Gedankenexperiment nach, eine Katze als makroskopisches System mit den Regeln der Quantenmechanik in einen Überlagerungszustand aus „lebendig“ und „tot“ gebracht werden könnte und so lange in diesem "Doppelzustand" verbleibt, bis die Experimentieranordnung untersucht wird (also durch ein Bewusstsein beobachtet/gemessen wird), das aber widerspricht unserer ganz und gar unserer Alltagserfahrung. Die gleichzeitig tote und lebendige Katze würde erst dann auf einen eindeutigen Zustand festgelegt werden, wenn man sie beobachtet, also eine Messung durchführt.

Das Paradoxon kann dadurch aufgelöst werden, dass die Überlagerungszustände von komplementären Zuständen, die, von der Wechselwirkung mit der Umgebung isoliert, stabil bleiben, tatsächlich möglich sind, auch wenn sie menschlicher Alltagserfahrung -der Realität- widersprechen.

Versuchsaufbau Teil 2

Nachdem dieser paradoxe Zustand bereits mit der besagter Mikromembran erfolgreich herbeigeführt wurde, wollen die Forscher nun ein ganzes Bakterium auf genau eine solche Membran setzten (siehe Grafik rechts/Teil 2), wodurch dann auch dieses schon sehr komplexes biologische Lebewesen in einen Zustand der Superposition versetzt werden soll(!).

Der britischen Tageszeitung „The Guardian“ gegenüber kommentiert Tongcang Li diesen Versuch bildlich wie folgt: „In vielen Märchen können Wesenheiten und Feen an zwei Orten zugleich sein, oder ihre räumliche Position ganz spontan verändern. Unser geplantes Experiment ist da ähnlich – auch wenn wir dabei statt einer Fee vorerst nur eine Mikrobe benutzen. Es wird das erste Experiment sein, in dem ein lebender Organismus in den Zustand der Quanten-Superposition versetzt wird.“ Anm.: Und das galt bisher als unmöglich, man war/ist der Meinung, dass das Phänomen der sog. Superposition nur auf Quantenteilchen Anwendung finden kann, aber nicht auf komplexe Materie schon gar nicht auf lebende Systeme. Gelingt das Experiment, so revolutioniert es auch unser Verständnis von der Wirklichkeit.
Wir werden über den Ausgang des Experimentes berichten!
Quellen: Purdue University, Centre for Quantum Information und Tsinghua University Peking, arxiv-org/ Wikipedia/ Eggetsberger-Info/ The Guardian/
Quelle Anm.: IPN-Forschung
Bildquellen: © Fotolia, und 2x Tongcang Li - Publikation/
LINK PDF: http://arxiv.org/pdf/1509.03763v1.pdf