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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Quantenphysik: Messungen hängen voneinander ab |
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| | | Die Welt der Quantenphysik unterscheidet sich von der uns bekannten Welt grundlegend. Einen neutralen Zuschauer gibt es ebenso wenig wie eine neutrale Messung, jede Beobachtung beeinflusst das System. Dass die Messung einer bestimmten Eigenschaft abhängig ist von anderen Messungen an dem System, haben Tiroler Quantenphysiker nun experimentell bewiesen. |
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"Nichtkontextuelle Erklärungsversuche von Quantenphänomenen sind daher nicht möglich", fassen dies die Forscher um Christian Roos und Rainer Blatt vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Innsbruck zusammen.
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Die entsprechende Studie "State-independent experimental test of quantum contextuality" ist am 23. Juli 2009 in Nature (Bd. 460, S. 494) erschienen. |
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 Abstract der Studie |
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Verborgene Variablen gegen den Zufall |
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Die Quantenmechanik formuliert einige Vorstellungen, die unserem klassischen Bild der Natur völlig widersprechen. Immer wieder haben Physiker deshalb versucht, die nichtkausalen Phänomene der Quantenmechanik mit Hilfe von verborgenen Variablen zu erklären und damit den in der Quantentheorie allgegenwärtigen Zufall auszuschließen.
Eine theoretische Überlegung von Simon Kochen und Ernst Specker aus dem Jahr 1967 zeigt jedoch, dass bei solchen Erklärungsversuchen mit verborgenen Variablen die Messungen kontextuell sein müssen. Das heißt, dass das Ergebnis einer Messung von anderen gleichzeitig durchgeführten Messungen abhängig ist.
Interessanterweise sind die Messungen hierbei miteinander verträglich und stören sich nicht gegenseitig. Die österreichischen Forscher konnten diese Überlegungen nun bestätigen und erstmals im Experiment nichtkontextuelle Erklärungsversuche der Quantentheorie ausschließen.
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Kalzium-Ionen in elektromagnetischer Falle
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Es gelang ihnen in einer Reihe von Messungen an einem Quantensystem aus zwei Ionen nachzuweisen, dass die Messung einer bestimmten Eigenschaft abhängig von anderen Messungen an dem System ist.
Die Forscher speicherten zwei lasergekühlte Kalzium-Ionen in einer elektromagnetischen Falle (siehe Bild oben) und führten dann eine Reihe von Messungen an den Ionen durch.
Ihre Ergebnisse sind dabei unabhängig vom verwendeten Quantenzustand, im Experiment wurde es an zehn verschiedenen Zuständen getestet.
[science.ORF.at, 23.7.09]
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Mehr zu dem Thema in science.ORF.at:
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01.01.2010 |
