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Titelthema
Prof. Q*bits kuriose Quantenplauderei
Als Bewohner der Quantenwelt fällt es mir nicht leicht, von meinem Alltag zu berichten. Die Dinge sind so anders hier bei uns. Sie folgen ihren eigenen Regeln. Den Regeln der Quantenphysik eben, beherrscht von einer gewissen Unschärfe. Fragt mich mein Assistent zum Beispiel, wo ich mich heute Nachmittag exakt um drei Uhr aufhalten werde, so antworte ich: „Im Büro und im Labor.“ Er will natürlich wissen: „Wo denn nun? An welchem Ort genau?“ Und ich erwidere: „Na, an beiden!“ Für Menschen und andere Nicht-Quanten mag das schwer vorstellbar sein. Aber ich kann Ihnen versichern: Für mich hat sich das oft schon als ausgesprochen nützlich erwiesen.
Auch plagen wir uns in der Quantenwelt mit Fragen der Identität. Es ist immer dasselbe: Man möchte von mir wissen, ob ich denn nun ein Teilchen sei oder eine Welle. Ich zucke mit den Schultern, seufze kurz und sage: „Was wohl? Ich bin beides. Das nennt man die Welle-Teilchen-Dualität.“
In der Quantenwelt kennen wir keine Stimmungen. Wir befinden uns in Zuständen. Und zwischen denen hüpfen wir hin und her. Die reinsten Quantensprünge sind das. Wenn ich zum Beispiel tanze und im Kreis wirbele, gehorcht mein Spin – das ist mein Eigendrehimpuls – den Regeln der Quantenphysik. Ich kann mich dann nur links herum um meine Achse drehen oder rechts herum. Zwischen beiden Richtungen springe ich hin und her. Doch da ich auch Eigenschaften einer Welle besitze, können sich meine Zustände überlagern. Das bezeichnen wir als Superposition, eine Mischung aus beiden Spins. Dann drehe ich mich links herum – und gleichzeitig rechts herum. Unvorstellbar eigentlich, aber bei uns Quanten funktioniert das so.
In der Quantenwelt kennen wir keine Stimmungen. Wir befinden uns in Zuständen. Und zwischen denen hüpfen wir hin und her. Die reinsten Quantensprünge sind das. Wenn ich zum Beispiel tanze und im Kreis wirbele, gehorcht mein Spin – das ist mein Eigendrehimpuls – den Regeln der Quantenphysik. Ich kann mich dann nur links herum um meine Achse drehen oder rechts herum. Zwischen beiden Richtungen springe ich hin und her. Doch da ich auch Eigenschaften einer Welle besitze, können sich meine Zustände überlagern. Das bezeichnen wir als Superposition, eine Mischung aus beiden Spins. Dann drehe ich mich links herum – und gleichzeitig rechts herum. Unvorstellbar eigentlich, aber bei uns Quanten funktioniert das so.
Beziehungen in der Quantenwelt sind ausgesprochen speziell. Und das liegt am Phänomen der Verschränkung. Nähe und Ferne schließen sich daher bei uns nicht aus. Meine Frau und ich zum Beispiel, wir haben uns miteinander verschränkt. Wie über ein unsichtbares Band sind wir miteinander verbunden, egal wie weit wir uns voneinander entfernen. Und wenn wir unsere Eigenschaften ändern, dann tun wir das nicht alleine, wir ändern sie beide gleichzeitig. So ist es bei uns Quanten. Allerdings habe ich mir sagen lassen, dass auch in der Menschenwelt innige Beziehungen über weite Ferne existieren – und das ganz ohne Verschränkung.Arndt Reuning
Bilder: Forschungszentrum Jülich Grafik: SeitenPlan GmbH