Der in Frankreich geborene Alain Aspect, der Amerikaner John Clauser und der österreichische Wissenschaftler Anton Zeilinger erhielten am Dienstag den Nobelpreis für Physik „für Experimente mit verschränkten Photonen, Nachweis der Verletzung der Ungleichungen von John Stewart Bell und Pionierarbeit in der Wissenschaft der Quanteninformation“. .
Sie führten jeweils bahnbrechende Experimente mit verschränkten Quantenzuständen durch, bei denen sich zwei Teilchen auch dann als eine Einheit verhalten, wenn sie getrennt sind.
Ihre Ergebnisse ebneten den Weg für neue Technologien auf der Grundlage von Quanteninformationen.
„Die unbeschreiblichen Effekte der Quantenmechanik beginnen, Anwendungen zu finden. Es gibt jetzt ein breites Forschungsgebiet, das Quantencomputer, Quantennetzwerke und sichere quantenverschlüsselte Kommunikation umfasst“, sagte die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in einer Erklärung.
Ein Schlüsselfaktor bei dieser Entwicklung ist die Art und Weise, wie die Quantenmechanik zwei oder mehr Teilchen in einem sogenannten verschränkten Zustand existieren lässt.
Was mit einem der Teilchen in einem verschränkten Paar passiert, bestimmt, was mit dem anderen Teilchen passiert, selbst wenn sie weit voneinander entfernt sind.
Lange Zeit war die Frage, ob die Korrelation darauf zurückzuführen ist, dass die Teilchen eines verschränkten Paares verborgene Variablen enthalten, Anweisungen, die ihnen sagen, welches Ergebnis sie in einem Experiment liefern sollen.
In den 1960er Jahren entwickelte John Stewart Bell die mathematische Ungleichung, die seinen Namen trägt.
Diese besagt, dass bei versteckten Variablen die Korrelation zwischen den Ergebnissen einer großen Anzahl von Messungen niemals einen bestimmten Wert überschreitet.
Die Quantenmechanik sagt jedoch voraus, dass eine bestimmte Art von Experiment die Bellsche Ungleichung verletzt, was zu einer stärkeren Korrelation führt, als dies sonst möglich wäre.
„Clauser entwickelte die Ideen von John Bell weiter und führte zu praktischer Erfahrung. Als er die Messungen durchführte, unterstützten sie die Quantenmechanik, indem sie eindeutig gegen eine Bellsche Ungleichung verstießen. Das bedeutet, dass die Quantenmechanik nicht durch eine Theorie ersetzt werden kann, die verborgene Variablen verwendet“, sagte die Akademie. .
Einige Mängel blieben jedoch nach Clausers Experiment bestehen.
Aspect entwickelte das Setup und nutzte es so, dass eine wichtige Lücke geschlossen wurde. Er konnte die Messparameter ändern, nachdem ein verschränktes Paar seine Quelle verlassen hatte, sodass der Parameter, der zum Zeitpunkt seiner Emission existierte, das Ergebnis nicht beeinflussen konnte.
Mit ausgefeilten Werkzeugen und einer langen Reihe von Experimenten begann Zeilinger dann, verschränkte Quantenzustände zu nutzen. Seine Forschungsgruppe hat unter anderem ein Phänomen namens Quantenteleportation entdeckt, das es ermöglicht, einen Quantenzustand von einem Teilchen zu einem anderen über eine Distanz zu verschieben.
„Es wird immer deutlicher, dass eine neue Art von Quantentechnologie entsteht. Wir sehen, dass die Arbeiten der Preisträger zu verschränkten Zuständen von großer Bedeutung sind, auch über grundlegende Fragen zur Interpretation der Quantenmechanik hinaus“, sagt Anders Irback, Vorsitzender des Nobelkomitees für Physik.
Das Preisgeld von SEK 10 Millionen wird zu gleichen Teilen unter den Gewinnern aufgeteilt.
(Mit Ausnahme des Titels und des Titelbilds ist der Rest dieses IANS-Artikels unbearbeitet)
