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Wissenschaft: Forschung

„Einsteins Spuk“ mit Hilfe von gekoppelten Ionen nachgewiesen

Bei der Erforschung verschränkter Systeme haben der amerikanische Physiker Prof. Dr. John Jost und seine Mitarbeiter vom National Institute of Standards and Technology in Boulder im US Bundesstaat Colorado offenbar einen wichtigen Meilenstein erzielt. Wie der Forscher berichtet, ist es ihm erstmals gelungen, zwei Beryllium- und Magnesiumionen über ihre Schwingungen miteinander zu verschränken.

Verschränkte Teilchen gehören bisher zu dem Bizarrsten, was die moderne Physik zu bieten hat: Ändert ein Teilchen seinen Zustand, so erfolgt diese Änderung wie durch Geisterhand spontan auch bei dem anderen. Diese Verschränkung bleibt sogar dann erhalten, wenn der Zeitpunkt der Wechselwirkung weit in der Vergangenheit liegt und die zwei Teilsysteme inzwischen über große Distanzen getrennt sind. Ein Physikerteam um Prof. Gisin aus Genf hat im vergangenen Jahr erstmals nachgewiesen, dass die wechselseitige Beeinflussung dieser Teilchen mit mindestens hunderttausendfacher Lichtgeschwindigkeit, das heißt mit vermutlich unendlich hoher Geschwindigkeit erfolgt.

Zum Nachweis der Ionenverschränkung musste Jost tief in die experimentelle Trickkiste greifen. Zur wissenschaftlichen Ausstattung gehörte unter anderem eine raffinierte Ionenfalle, in der die Metallionen auf Temperaturen bis in die Nähe des absoluten Nullpunktes heruntergekühlt werden mussten. In einem folgenden Schritt brachten die Forscher die Ionen mit Hilfe einer ausgeklügelten Spannungs-Steuerung dazu, sich in „Reih und Glied“ anzuordnen. Um eine Verschränkung hervorzurufen, wurden die Spins der Atome anschließend miteinander gekoppelt und die Ionenpaare mit Hilfe eines UV-Lasers in Schwingung versetzt. Nach der räumlichen Trennung der Ionenpaare stellten die Forscher fest, dass die Verschränkung erhalten blieb.

Andere Forscher vermuten, dass sich mit Hilfe solcher Techniken auch wesentlich größere Objekte miteinander verschränken lassen. Professor Roman Schnabel vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover versucht beispielsweise zurzeit mit Hilfe von Lasern zwei Kilogrammschwere Spiegel miteinander zu verschränken. Mit konkreten Ergebnissen rechnet er allerdings erst im kommenden Jahr.

Einen großen Schritt weiter geht bereits der amerikanische Astrophysiker Professor Timothy Ferris von der University of California in Berkely. Ferris vermutet, dass es im Kosmos hoch entwickelte Zivilisationen geben könnte, die unabhängig von Zeit und Raum die Quantenverschränkung als Kommunikationskanal nutzen. Aufgabe der Wissenschaft sei es, die Mechanismen der Informationsübertragung zwischen verschränkten Teilchen zu erforschen, um eines Tages eventuell vorhandene interstellare Kommunikationskanäle anzuzapfen.

Rolf Froböse

Der Autor ist Verfasser zweier Bücher zum Thema. In dem Werk „Die geheime Physik des Zufalls“ stellt er anhand zahlreicher authentischer Berichte vor, wie sich Quantenphänomene im makroskopischen Bereich darstellen. In dem Buch „Der Lebenscode des Universums. Quantenphänomene und die Unsterblichkeit der Seele“ wird verdeutlicht, auf welch vielfältige Weise wir aufgrund des Verschränkungsprinzips aktive Teilnehmer in einem kommunizierenden Universum sind.

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Schlüsselwörter: verschränkte Teilchen | Physik | Ionenverschränkung | Quantenverschränkung | Einsteins Spuk
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