Das versteckte Experiment (German Edition)

Empfangsort wieder decodieren. Man nennt dieses Verfahren Quantenkryptografie. Die Verschlüsselung ist übrigens absolut abhörsicher. Die erzeugten Zufallszahlen sind wirklich zufällig, und jeder Abhörversuch würde bemerkt werden, da er zwangsläufig das Quantensystem der verschränkten Teilchen stören würde. Der Quantenzustand würde zu einem bestimmten Messwert kollabieren. Wie beim Welle-Teilchen-Dualismus wird durch die Messung der Zustand durch die Messung verfestigt.“
    „Welle, Teilchen, Welle-Teilchen-Dualismus, jedem Teilchen ist eine Welle zugeordnet. Man kann immer nur einen Aspekt beobachten, entweder die Teilchen- oder die Welleneigenschaft, niemals beides gleichzeitig. Ein Teilchen kann ich mir noch einigermaßen vorstellen. Auch eine Welle kann ich mir gut vorstellen, wenn ich an eine Wasserwelle denke. Ich kann mir auch eine Schallwelle noch einigermaßen vorstellen. Bei einer Lichtwelle habe ich schon etwas größere Schwierigkeiten. Eine Welle, die einem einzigen Teilchen zugeordnet ist, übersteigt, ehrlich gesagt, mein Vorstellungsvermögen.“
    „Wasserwellen und Schallwellen benötigen ein Medium wie Wasser oder Luft. Elektromagnetische Wellen wie das Licht benötigen kein Medium. Sie können sich im Vakuum ausbreiten. Beim Licht sind es auch keine Teilchen, die schwingen. Es breiten sich elektrische und magnetische Felder aus. Tatsächlich muss man das Phänomen ‚Welle‘ als ein Modell sehen, mit dem man bestimmte Eigenschaften erklären kann. Mit dem Begriff ‚Schallwelle‘ kann man z. B. die Ausbreitung von Geräuschen, deren Beugung um Hindernisse, den Dopplereffekt und den Überschallknall veranschaulichen. Entsprechend kann das Modell der Lichtwelle genutzt werden, um einen Regenbogen oder die Interferenz an einem Doppelspalt zu veranschaulichen. Ähnlich wie die Begriffe ‚Sympathiewelle‘ und ‚Kriminalitätswelle‘ dient es zur Veranschaulichung von etwas Abstraktem. Die Welleneigenschaft einzelner Teilchen kann man sich am besten als Wahrscheinlichkeitswelle vorstellen, die aussagt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Teilchen an einem bestimmten Ort anzutreffen ist. Auch die Wahrscheinlichkeitswelle ist eher als Hilfskonstruktion, als Modell, anzusehen, mit dem man arbeiten kann. Wahrscheinlichkeitswellen können ebenso interferieren wie andere Wellen, egal ob sie ein Medium benötigen oder nicht, also Wasser-, Schall- oder Lichtwellen sind. Wenn wir nun den Aufenthaltsort des Teilchens bestimmen würden, so würde die Wahrscheinlichkeitswelle aufhören zu existieren, denn die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen an einem anderen Ort zu finden, wäre dann gleich null. Man sagt, die Wahrscheinlichkeitswelle sei kollabiert. Die Wahrscheinlichkeitswelle steht in direktem Zusammenhang mit der Heisenbergschen Unschärferelation, die eine genaue gleichzeitige Kenntnis von Ort und Geschwindigkeit des Teilchens verbietet.“
    „Christine, kann man den Doppelspaltversuch mit Paralleluniversen erklären?“
    „Alle möglichen Wege der Photonen, auch die in der Zukunft und in der Vergangenheit, werden realisiert und existieren in verschiedenen parallelen Welten. Ist das Experiment beendet, so werden alle Möglichkeiten wieder zusammengeführt, die Welten interferieren und es entsteht das beobachtete Interferenzmuster in unserer uns zugänglichen Welt. Versucht der Experimentator die Wege der Teilchen zu ermitteln, so wird nur eine Welt zu seiner Welt und es entsteht kein Interferenzmuster.“
    „Diese Erklärung ist so irre wie die Phänomene selbst.“
    „An manche Vorstellungen kann man sich sozusagen gewöhnen. Wissenschaftler, die sich mit der Quantenmechanik beschäftigen, haben sicher einen leichteren Zugang zu solchen Vorstellungen. Außerdem ist die Alternative nicht weniger seltsam. Man nennt sie die Kopenhagener Deutung. Danach entscheidet sich das Teilchen, wie ich bereits erwähnte, zum Zeitpunkt der Messung, ob es sich als Teilchen oder als Welle zeigen soll. Vor der Messung hat es weder die eine noch die andere Eigenschaft. Die Realität entsteht danach also erst durch die Beobachtung. Bis zur Messung befindet sich das Teilchen in einem überlagerten Zustand, ist sowohl Welle als auch Teilchen. Man beschreibt das durch die Wahrscheinlichkeitswelle. Durch die Beobachtung kollabiert die Wahrscheinlichkeitswelle und aus der Wahrscheinlichkeit entsteht Realität. Um dieses Phänomen auf die makroskopische Ebene zu übertragen, erdachte Erwin Schrödinger ein