Wien. In der Quantenwelt verhält sich Materie sowohl als Teilchen als auch als Welle. Wiener Physiker versuchen seit Jahren, diese Welle-Teilchen-Dualität an immer größeren Objekten nachzuweisen. Nun berichten sie im Fachblatt "Nature Physics" von einem neuen Rekord: Sie brachten ein aus 2000 Atomen bestehendes riesiges Molekül in einen Überlagerungszustand - und damit an mehrere Orte gleichzeitig.

Diese Dualität kann man an Lichtteilchen beobachten. Diese offenbaren ihre Welleneigenschaft im Doppelspaltexperiment: Schickt man Licht durch zwei schmale, parallele Spalten, so entstehen auf einem Schirm dahinter helle und dunkle Bereiche. Die Forscher sprechen von Interferenz. Solche Interferenzmuster erzeugten Markus Arndt und sein Team von der Uni Wien in den vergangenen Jahren mit immer größeren Objekten, die sie durch eine dem Doppelspalt ähnliche Vorrichtung schickten. Seit einigen Jahren hielten sie bereits den Rekord mit Molekülen, die aus rund 800 Atomen bestanden.

2000 Atome groß

Die Frage, die Forscher antreibt, ist, ab welcher Größe der Quanteneffekt verschwindet und sich die Teilchen der klassischen Physik entsprechend verhalten. Die neuen Experimente testen insbesondere auch physikalische Modelle, welche die Grundgleichung der Quantenphysik - die Schrödinger-Gleichung - durch kleine Zusatzterme ergänzen würden.

In ihrem neuen Experiment hat ein Team um Yaakov Fein von der Fakultät für Physik Moleküle mit rund 2000 Atomen und einer Masse von mehr als 25.000 atomaren Masseeinheiten auf ein neues Materiewellen-Interferometer geschossen. Dieses sei zehnmal länger als alle bisherigen Modelle und erlaubt erstmals den Nachweis von Materiewellen bis zu Wellenlängen von 50 Femtometer. Die Forscher tasten sich nun in der Größe immer weiter.