Nichtkontextuelle Quantenmodelle experimentell widerlegt
Entgegen der klassischen Physik geht die Quantenphysik davon aus, dass die Eigenschaften eines quantenmechanischen Systems vom Messkontext abhängig sind, davon also, ob andere Messungen an dem System durchgeführt werden.
(Um einem nahe liegenden Missverständnis zu begegnen: damit ist nicht etwa gemeint, dass ein Messinstrument, z. B. ein Tachometer, den Messvorgang - hier die Geschwindigkeitsmessung - beeinflusst, und solche Vorgänge im Nano-Maßstab eben stärker zutage treten, als etwa im Auto. Auch eine passive Messung aus der Ferne, etwa per Kamera, beeinflusst die Eigenschaften eines quantenmechanischen Systems - wenn man so will: es macht einen Unterschied, ob jemand hinsieht oder nicht.
Der "gesunde Menschenverstand" versagt im Maßstab der "Elementarteilchen" (die auch als Wellenfunktionen gesehen werden können.)
Die Quantenmechanik beschreibt die physikalischen Verhältnisse von Licht und Materie und formuliert dabei einige Vorstellungen, die unserem klassischen Bild der Natur völlig widersprechen. Immer wieder haben Physiker deshalb versucht, die Phänomene der Quantenmechanik mit Hilfe von verborgenen Variablen zu erklären und damit den in der Quantentheorie allgegenwärtigen Zufall auszuschließen.
Innsbrucker Physiker haben nun erstmals experimentell umfassend bewiesen, dass so genannte nichtkontextuelle Erklärungsversuche von Quantenphänomenen nicht möglich sind. Sie berichten darüber in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature.
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.
Nun konnten die Forscher um Christian Roos und Rainer Blatt vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Innsbruck diese Überlegungen bestätigen und erstmals im Experiment nichtkontextuelle Erklärungsversuche der Quantentheorie ausschließen.
Weiter: Quantenmessungen: Gesunder Menschenverstand reicht nicht aus (scinexx)
Für das Weltbild der Physik ist diese experimentelle Widerlegung der "verborgenen Variablen" eher zweitrangig: solche Hypothesen spielen schon seit Jahrzehnten kaum noch eine Rolle.
Für die Erkenntnistheorie bedeutet das aber, dass der "klassische Realismus" bzw. "naive Realismus" damit sozusagen seinen letzten Schlupfwinkel verloren hat.
(Um einem nahe liegenden Missverständnis zu begegnen: damit ist nicht etwa gemeint, dass ein Messinstrument, z. B. ein Tachometer, den Messvorgang - hier die Geschwindigkeitsmessung - beeinflusst, und solche Vorgänge im Nano-Maßstab eben stärker zutage treten, als etwa im Auto. Auch eine passive Messung aus der Ferne, etwa per Kamera, beeinflusst die Eigenschaften eines quantenmechanischen Systems - wenn man so will: es macht einen Unterschied, ob jemand hinsieht oder nicht.
Der "gesunde Menschenverstand" versagt im Maßstab der "Elementarteilchen" (die auch als Wellenfunktionen gesehen werden können.)
Die Quantenmechanik beschreibt die physikalischen Verhältnisse von Licht und Materie und formuliert dabei einige Vorstellungen, die unserem klassischen Bild der Natur völlig widersprechen. Immer wieder haben Physiker deshalb versucht, die Phänomene der Quantenmechanik mit Hilfe von verborgenen Variablen zu erklären und damit den in der Quantentheorie allgegenwärtigen Zufall auszuschließen.
Innsbrucker Physiker haben nun erstmals experimentell umfassend bewiesen, dass so genannte nichtkontextuelle Erklärungsversuche von Quantenphänomenen nicht möglich sind. Sie berichten darüber in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature.
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.
Nun konnten die Forscher um Christian Roos und Rainer Blatt vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Innsbruck diese Überlegungen bestätigen und erstmals im Experiment nichtkontextuelle Erklärungsversuche der Quantentheorie ausschließen.
Weiter: Quantenmessungen: Gesunder Menschenverstand reicht nicht aus (scinexx)
Für das Weltbild der Physik ist diese experimentelle Widerlegung der "verborgenen Variablen" eher zweitrangig: solche Hypothesen spielen schon seit Jahrzehnten kaum noch eine Rolle.
Für die Erkenntnistheorie bedeutet das aber, dass der "klassische Realismus" bzw. "naive Realismus" damit sozusagen seinen letzten Schlupfwinkel verloren hat.
MMarheinecke - 23. Jul, 14:37
