Senderstation, die verschränkte Photonen verschickt. - © IQC
Senderstation, die verschränkte Photonen verschickt. - © IQC

Wien. (est) In der klassischen Physik haben Vorgänge nur Auswirkungen auf ihre direkte räumliche Umgebung. In der Quantenmechanik gibt es jedoch die Möglichkeit, dass verschränkte Teilchen über weite Distanzen hinweg stark miteinander verbunden sein können. Das bedeutet, sie haben die gleichen Eigenschaften, es besteht eine Beziehung zwischen ihnen.

Forscher der University of Waterloo und der Universität Innsbruck haben nun dieses Phänomen, das Albert Einstein "spukhafte Fernwirkung" nannte, einem Härtetest unterzogen. Sie konnten erstmals nicht nur zwei, sondern drei miteinander verschränkte Photonen unabhängig voneinander messen. Die in "Nature Photonics" veröffentlichte Arbeit bestätige "eindrucksvoll", dass sich die Quantenmechanik der klassischen Physik nicht unterordnen lässt.

Verschränkung auch mit Teilchen auf anderen Planeten


Schon 1997 hatte Gregor Weihs an der Universität Innsbruck verschränkte Photonenpaare in einer Distanz von 400 Metern gemessen und die Korrelationen nachgewiesen. Nun wiederholte er das Experiment mit Forschern des Institute for Quantum Computing der University of Waterloo. Sie brachten je drei Photonen in einen GHZ-Zustand. Das nach Daniel Greenberger, Michael Horne und Anton Zeilinger benannte Experiment soll verborgene Variablen ausschließen. Von den drei Photonen übertrugen die Forscher dann zwei über Freistrahlstrecken in hunderte Meter entfernt stehende Messstationen. Das dritte Lichtteilchen wurde am Ort der Photonenquelle gemessen. Zufallsgeneratoren steuerten den nächtlichen, rund eineinhalbstündigen Messprozess. "Mit dem Experiment konnten wir die Verschränkung der Photonen statistisch klar nachweisen", sagt Weihs: "Weil die Messstationen so weit voneinander entfernt stehen, kann ausgeschlossen werden, dass Informationen über die Messung von einer Station zur nächsten übertragen werden, noch bevor dort gemessen wird. Damit ist ausgeschlossen, dass eine Informationsübertragung das Messergebnis beeinflusst."

Er geht noch weiter: "Selbst wenn man Lichtteilchen zu einem anderen Planeten schicken würde, wüsste man, was dort die Messung sein wird, wenn man hier auf der Erde misst." Auf Spekulationen, was das über das Universum verrät, will sich der Physiker zwar nicht einlassen, doch er ist sicher: "Die Quantenmechanik ist zäh."