Forscher wollen große Dinge beamen

verfasst von dira, 10.02.2002, 14:14

<h2>Forscher wollen große Dinge beamen</h2>

Die schöne neue Welt von Star Trek liegt vielleicht näher, als bisher geglaubt: Forscher haben eine theoretische Möglichkeit entdeckt, Quantenzustände von Partikeln aller Art zu"teleportieren". Selbst große Objekte sollen so eines Tages"gebeamt" werden können.

Die beiden Wissenschaftler aus England und Indien wollen einen Weg gefunden haben, das Verfahren der Quantenverschränkung auf Partikel aller Art anzuwenden - selbst auf Atome und große Moleküle. Ihre Studie stellen Sougato Bose von der University of Oxford und Dipankar Home vom Bose-Institut in Kalkutta in der aktuellen Ausgabe der"Physical Review Letters" vor.
Das bizarre Phänomen der Quantenverschränkung lässt zwei Partikel sich wie ein- und derselbe verhalten. Egal, wie weit die beiden Teilchen voneinander entfernt sind: Das scheint immer genau zu wissen, was das andere tut.

Bisher konnten Physiker nur Photonen, Elektronen und Atome durch jeweils unterschiedliche Methoden verschränken. Bei Atomen etwa gelingt das, indem sie in einer optischen Falle zur Interaktion gezwungen werden. Photonen werden dagegen mit Hilfe eines Kristalls in den Gleichschritt gezwungen.

"Diese Vorgehensweisen sind sehr spezifisch", sagte Bose dem Onlinedienst des Fachmagazins"New Scientist". Er und Home hätten dagegen einen Weg gefunden, jede Art von Partikeln mit einer einzigen Methode zu verschränken - sogar große Moleküle.

Um die Eigendrehimpulse ("Spins") der Elektrone zu verschränken, müsse man zunächst dafür sorgen, dass sie abgesehen vom Spin in jeder Hinsicht identisch sind. Dann, so die Forscher, würden die Elektronen in einen"Beam-Splitter" geschossen, der jedes Elektron in einen"Superposition" genannten Quantenzustand zerteilt. Dadurch gilt für jeden der beiden Wege, die das Elektron nehmen kann, die exakt gleiche Wahrscheinlichkeit.

Welchen Weg das Elektron genommen hat, so der Bericht, erfahre man erst bei dem Versuch, es aufzuspüren. Zerteile man zwei Elektronen gleichzeitig, könnten beide Wege jeweils ein Elektron besitzen. Das geschehe, den Gesetzen der Wahrscheinlichkeit gehorchend, in der Hälfte aller Fälle. In den anderen Fällen befänden sich beide Elektronen auf demselben Weg.

Bose und Home, so der"New Scientist", konnten mathematisch nachweisen, dass jedes Elektron, welches auf einem der beiden Wege aufgespürt wird, mit seinem Gegenpart verschränkt ist. Ein ähnlicher Effekt sei bereits bei Photonen beobachtet worden, doch seien diese bereits vor Erreichen des Splitters verschränkt gewesen."Einer unserer Fortschritte besteht darin, dass beide Partikel aus vollkommen verschiedenen Quellen stammen können", so Bose.

Die Technik der beiden Forscher soll auf jede Art von Objekten anwendbar sein, solang man den Strahl in einen Superpositionszustand zerteilen könne. Anton Zeilinger, Quantenphysiker an der Universität Wien, bezeichnete diese Entdeckung gegenüber dem"New Scientist" als"faszinierend":"Wenn man in der Lage wäre, massive Partikel zu verschränken, könnte man sie in der Quanten-Kryptographie, in der Computertechnik und sogar für Teleportation benutzen." Die Möglichkeit, nicht nur die Quantenzustände von Photonen, sondern auch die von massiven Partikeln zu teleportieren, sei schon für sich genommen ein"interessantes Ziel".

Allerdings liegt die Möglichkeit, große Objekte zu verschränken, laut Zeilinger noch in ferner Zukunft. Die Technik von Bose und Home aber, sagt der österreichische Forscher,"könnte es eines Tages möglich machen."

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