Themenkreis * Wiener Quantenphysiker weisen "spukhafte Fernwirkung" nach 

Kat.: Alle Kategorien

 

12. Nov. 2015

Wiener Quantenphysiker weisen "spukhafte Fernwirkung" nach

Internationaler Forscherteam gelang Nachweis der Quantenverschränkung in bisher ungeahnter Genauigkeit

Wien - In einer internationalen Zusammenarbeit rund um Quantenphysiker Anton Zeilinger gelang es Quantenforscher/inne/n der Gruppe Quantenoptik, Quantennanophysik und Quanteninformation der Fakultät für Physik an der Universität Wien und des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) Wien der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), die von Albert Einstein einst als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete Verschränkung von Teilchen erstmals vollständig nachzuweisen. Darüber berichten die Forscher/innen in einer Veröffentlichung auf der Open Access-Plattform arXiv.org, die zeitgleich auch beim Fachblatt "Physical Review Letters" eingereicht wurde.

Bei der "spukhaften Fernwirkung" handelt es sich um ein Phänomen der Verknüpfung von kleinsten Teilchen mit Besonderheiten, die mit unserer alltäglichen Weltanschauung nur schwer in Einklang zu bringen sind: Einerseits haben Messungen an einem der Teilchen sofortige Wirkungen auf das andere Teilchen, selbst wenn die beiden weit voneinander entfernt sind, wodurch es zu stark korrelierten Messergebnissen kommt. Andererseits sind, gemäß der Quantentheorie, die gemessenen Eigenschaften der Teilchen bis zu ihrer Messung unbestimmt.

Bereits 1964 hatte der Physiker John Bell einen Vorschlag formuliert, wie sich diese Fernwirkung experimentell überprüfen lasse. Bei allen bisherigen Experimenten zur Quantenverschränkung blieben aber stets noch Schlupflöcher, sogenannte "loopholes", bestehen. Nun aber gelang es Forscher/inne/n von Universität Wien und ÖAW diese "loopholes" mit einer speziellen Versuchsreihe im Keller der Wiener Hofburg zu schließen. Die Erbringung dieses quantenmechanischen Mosaiksteins konnte damit in Wien und bei einem zeitgleich vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) durchgeführten Experiment erreicht werden (siehe: http://www.nist.gov/pml/div686/20151105loophole.cfm ).

Bei ihrem Experiment in einem Kellergang der Wiener Hofburg gingen die Forscher/innen folgendermaßen vor: Zunächst wurden Photonen paarweise erzeugt und in einem speziellen Aufbau miteinander verschränkt. Anschließend wurden die beiden Lichtteilchen getrennt, um sie in optischen Glasfasern zu zwei, jeweils 30 Meter entfernten Messstationen zu schicken. Während die Photonen auf dem Weg zu den Messstationen waren, wählte ein Zufallsgenerator die Ausrichtung zur Messung der Polarisation, also der Richtung ihrer Schwingung. Schließlich wiesen neuartige hochempfindliche supraleitende Detektoren die Photonen bei den Messstationen nach.

Durch die spezielle räumliche Ausrichtung und den zeitlichen Ablauf der einzelnen experimentellen Schritte konnten die Forscher/innen in Wien die drei wichtigsten Schlupflöcher in einem Experiment schließen: Zum einen ist es durch die räumliche Trennung der beiden Messstationen unmöglich, dass sich die Messapparate durch Kommunikation, deren Geschwindigkeit durch die Lichtgeschwindigkeit limitiert ist, gegenseitig "absprechen" können, um so die starke Korrelation der Messergebnisse zu erzeugen. Zum anderen wurde die Wahl der Messeinstellung von einem Zufallsgenerator getroffen und zeitlich so arrangiert, dass Unabhängigkeit gewährleistet werden kann. Und schließlich wurde mithilfe der hochempfindlichen Photonendetektoren und einer hocheffizienten Quelle der verschränkten Teilchen sichergestellt, dass ein repräsentativer Teil aller erzeugten Teilchen auch nachgewiesen werden konnte.

"Ein Experiment ohne Schlupflöcher ist gleichzeitig die Bestätigung, dass Quantenkryptographie wirklich abhörsicher sein kann", sagt Quantenphysiker Anton Zeilinger: "Unser Experiment war eine experimentelle tour de force über mehrere Jahre. Das Resultat war nur möglich, weil das Experiment mehrere Komponenten zusammenbringt, die den besten Stand der technologischen Entwicklung repräsentieren."

Neben den Forscher/inne/n von Universität Wien und ÖAW waren auch Wissenschaftler/innen folgender Institutionen an dem Experiment beteiligt: Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching bei München, Institutionen för Systemteknik der Universität Linköping, ICFO – Institut de Ciencies Fotoniques, Barcelona, ICREA -Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados, Barcelona, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Berlin, NIST -National Institute for Standards and Technology, Boulder/Colorado.

Die Forschungsarbeit wurde unterstützt von: European Research Council, FWF - Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung und Österreichische Akademie der Wissenschaften.

Publikation
Marissa Giustina, Marijn A. M. Versteegh, Sören Wengerowsky, Johannes Handsteiner, Armin Hochrainer, Kevin Phelan, Fabian Steinlechner, Johannes Koer, Jan-Ake Larsson, Carlos Abellán, C Amaya, Valerio Pruneri, Morgan W. Mitchell, Jörn Beyer, Thomas Gerrits, Adriana E. Lita, Lynden K. Shalm, Sae Woo Nam, Thomas Scheidl, Rupert Ursin, Bernhard Wittmann, Anton Zeilinger (2015).

A significant-loophole-free test of Bell's theorem with entangled photons. arXiv:1511.03190
Link zur Publikation: http://arxiv.org/abs/1511.03190

Österreichische Akademie der Wissenschaften

 

1 .... 12    13    14 .... 38
Halle/Wittenberg - 28. September 2020
 

Raps läuft Soja als Proteinquelle den Rang ab

Die Insulin-Antwort des Körpers war bei Raps sogar geringfügig vorteilhafter

New Brunswick/Piscataway - 25. September 2020
 

5G-Mobilfunk torpediert Wetterprognosen

Funkwellen gelangen in Frequenzband von Satelliten und deren Sensoren für Wasserdampf

Kiew - 09. September 2020
 

Zusammenhang Schilddrüsenenleiden und Angst

Einnahme von Ibuprofen verringert die Symptome - Forscher auf der Suche nach Zusammenhang

 
Graz - 07. September 2020
 

Atmosphäre heizt sich immer bedrohlicher auf

Erde muss im Schnitt in jeder Sekunde pro Quadratmeter 0,9 Joule Energie zusätzlich schlucken

Schwäbisch Gmünd - 26. August 2020
 

Nahrungsergänzungsmittel oft überdosiert

Höchstmengenvorschläge für Vitamine und Mineralstoffe bei jedem zweiten Produkt zu hoch

Leipzig/Neu-Delhi - 20. August 2020
 

Corona: Trockene Luft begünstigt Infektion

Relative Feuchte von 40 bis 60 Prozent reduziert Ausbreitung und Aufnahme über Schleimhäute

 
Karlsruhe - 13. August 2020
 

Mischwälder sind robuster gegen Klimawandel

Höhere Biodiversität, langfristige Wirtschaftlichkeit und Stabilität sind drei große Vorteile

East Lansing - 10. August 2020
 

Placebos helfen auch bei bewusster Einnahme

Patienten glauben trotz Wissen über unechtes Arzneimittel an Wirkung - Mentaler Stress sinkt

Wien - 22. Juli 2020
 

CO2-Ausstoß erneut gestiegen

WWF fordert Akut-Programm gegen die Klimakrise

 
Wien - 21. Juli 2020
 

Kryptische Geldanlage, die untergetauchte Kryptomarie

Dubiose Kryptoplattformen – das sollten Sie wissen

London - 21. Juli 2020
 

Elektroautos sind billiger als Benzinfahrzeuge

Kosten anfangs höher, aber über ganze Lebensdauer durch Aufladen und Service preiswerter

Wien - 06. Juli 2020
 

Ausbeutung der Tierwelt und der Ökosysteme erhöht Wahrscheinlichkeit für neue Pandemien

WWF fordert Ernährungswende und scharfe Gesetze gegen Entwaldung und illegalen Wildtierhandel

 
1 .... 12    13    14 .... 38

© 2024 by Themenkreis und der jeweiligen Aussender. Alle Rechte vorbehalten.

  RSS-Feed     Impressum & Disclaimer