Robert Klatt
Die Quantenverschränkung, die Einstein auch als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete, konnte erstmals fotografisch festgehalten werden.
Glasgow (Schottland). Wissenschaftlern der University of Glasgow ist es erstmals gelungen die Quantenverschränkung, die von Einstein auch als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnet wurde, fotografisch zu dokumentieren. Es handelt sich bei der quantenphysikalischen Verschränkung um ein Phänomen der Physik, bei dem zwei Teile so miteinander gekoppelt sind, dass ein Zustandswechsel in einem Teilchen denselben Zustandswechsel im zweiten Teilchen sofort und unabhängig von der Entfernung auslöst. In der Quantenphysik bildet die Verschränkung die Basis für Quantencomputer, Quantenkommunikation und weitere Anwendungsmöglichkeiten.
Physikern ist es bisher nur gelungen, die quantenmechanische Kopplung von Photonen über Messungen festzuhalten. Erkannt wurde die Quantenverschränkung durch die Messung von einer nichtlokalen Korrelationen zwischen Photonen, deren Zustand die Bellsche Ungleichung verletzt. Laut der im Fachmagazin Science Advances veröffentlichten Forschungsarbeit konnten die Wissenschaftler um Paul-Antoine Moreau nun das Phänomen erstmals in einem Bild dokumentieren.
Zur fotografischen Dokumentation haben die Wissenschaftler einen Strom verschränkter Photonenpaare erzeugt, der anschließend mithilfe eines Strahlteilers in unterschiedliche Bahnen umgelenkt wurde. Dabei wurden die Photonen zur Veränderung ihrer Phase durch einen Flüssigkristall geschickt. Am Ende des Versuchsaufbaus wurde durch einen Detektor festgestellt, ob eine Quantenverschränkung erzeugt wurde, die dann von einer Spezialkamera fotografiert wurde.
Das erzeugte Foto gleicht laut den Forschern „zwei unscharfen Mondsicheln“, die in Wirklichkeit jedoch die schraubig verdrehten Phasen der Photonen abbilden. Das Experiment konnte so belegen, dass „man die Signatur dieses Verhaltens in einem einzigen Bild einfangen kann.“ Wie Moreau erklärt, „demonstriert die Abbildungen eines so fundamentalen Quanteneffekts, dass Bilder selbst die Essenz der Quantenwelt einfangen können.“ In Zukunft sollen die Ergebnisse des Experiments dabei helfen neue Bildgebungsverfahren zu entwickeln und die Entwicklung von Quantencomputern voranbringen.
Science Advances, doi: 0.1126/sciadv.aaw2563
