Anton Zeilinger „Verschränkung - ein Quantenrätsel für jedermann

Anton Zeilinger
„Verschränkung - ein Quantenrätsel für jedermann"*
Eines der interessantesten Phänomene der Quantenphysik ist die Verschränkung.
Sie besagt, dass zwei (oder auch mehr) Quantenteilchen auf viel engere Weise mit-
einander Zusammenhängen können, als dies nach der klassischen Physik möglich
ist. Eine Messung an einem Teilchen ändert sofort den Quantenzustand des an-
deren, unabhängig von der Entfernung zwischen beiden. Diese Zusammenhänge
können nicht durch Eigenschaften, die diese Teilchen lokal für sich selbst tragen,
erklärt werden. Der vorliegende Aufsatz liefert eine allgemeinverständliche Dar-
stellung der experimentellen Situation sowie der BcH’schen Ungleichung. Der Ar-
tikel wird abgeschlossen mit einer kurzen Diskussion möglicher philosophischer
Konsequenzen.
1. Einführung
Die Quantenphysik wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts geschaffen, um das
Verhalten von Atomen beschreiben zu können. Ihre Bedeutung reicht heute von
technischen Anwendungen, wie etwa dem Transistor oder dem Laser, bis hin zu
Elementarteilchen und der Physik des Universums. Sie liefert eine unglaublich
präzise Naturbeschreibung. Alle ihre mathematischen Vorhersagen wurden auf
das Genaueste im Experiment bestätigt.
Einige der Vorhersagen der Quantenphysik stellen aber lieb gewordene As-
pekte unseres Weltbilds in Frage. In der Öffentlichkeit sind in diesem Zusam-
menhang bekannt die Schlagworte „Heisenberg’sche Unschärfebeziehung“ und
„Quantensprung“. Am interessantesten ist allerdings wohl das Phänomen der
Verschränkung, das zentral ist für Konzepte wie das Einstein-Podolsky-Rosen-
Paradoxon und das Bell’sche Theorem. Wir werden diese Dinge jetzt im Detail
besprechen.
Im Jahr 1935 veröffentlichte Albert Einstein gemeinsam mit Boris Podolsky
und Nathan Rosen (EPR) eine Arbeit mit dem Titel „Can Quantum-Mechanical
Description of Physical Reality Be Considered Complete?“ [1], In dieser Arbeit
zeigten EPR, dass nach der Quantenphysik zwei Systeme auf extrem enge Weise
miteinander Zusammenhängen können, viel enger, als dies für Systeme der
klassischen Physik möglich ist.
Betrachten wir etwa zwei Teilchen, die miteinander zusammengestoßen sind
und jetzt jedes für sich in eine andere Richtung davonfliegen. EPR zeigten, dass
die Messung an einem der beiden Teilchen den Zustand des anderen Teilchens

In: „Aus den Elfenbeintürmen der Wissenschaft. - 1. XLAB Science Festival.“, Wallstein Ver-
lag, Göttingen (2005).

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