Unsere Welt zu verstehen:  Wheeler Experiment

 

 
John Wheeler's Experiment verzögerter Entscheidung

— hmsgnr0346z

 
 
Wie Quanten den Raum durchfließen zeigt sich besonders eindrucksvoll in einem Experiment, das John Wheeler 1981 vorschlug (das aber erst 2006 auch tatsächlich durchgeführt wurde):
 
Ein Photon trifft auf einen Strahlteiler und läuft dann über die beiden so entstehenden Wege hin zu Detektoren an den Enden der beiden Wege. Man kann nun — direkt vor den Detektoren, am Schittpunkt beider Wege, einen zweiten Strahlteiler einbauen, und das erst, nachdem das Photon schon unterwegs ist (das ist die verzögerte Entscheidung).
 
Da Licht stets nur mit endlicher Geschwindigkeit unterwegs ist, kann keine Information schon wenn das Photon den ersten Strahlteiler erreicht, zum zweiten Strahlteiler gelangt sein.
 
 
 

 
 
 
Entscheidet man sich nach diesem Zeitpunkt zum Einbau des zweiten Strahlteilers, so ergeben sich — wenn die Länge beider Wege sich um die halbe Wellenlänge des Photons unterscheiden — in den Detektoren Interferenzerscheinungen. Sie beweisen: Das Photon floss über beide Wege.
 
Wird der Zweite Strahlteiler nicht eingebaut, spricht einfach nur — mit jeweils 50%-iger Wahrscheinlichkeit — der eine oder der andere Detektor an. Zu Interferenz aber kommt es nicht. Es sieht dann also so aus, als wäre das Photon nur über einen der beiden Wege gekommen.
 
Wann also, so frägt man sich als Vertreter der klassischen Physik, entscheidet sich das Photon, welchen Weg es nehmen will?
 
Die Antwort ist: Es braucht sich nicht zu entscheiden, denn als Welle nimmt es stets beide Wege, und so ist am Experiment überhaupt nichts Paradoxes.
 
Merkwürdigkeiten entstehen nur für den, der denkt, das Photon könne (wie ein Kügelchen) nur einen der beiden Wege nehmen. Tatsächlich aber breitet es sich stets über beide Wege aus, und der zweite Strahlteiler sorgt dafür, dass die über den einen Weg kommende Teilwelle mit der über den anderen Weg kommenden interferiert (was sie ohne den zweiten Strahlteiler nicht tun kann).
 
 
 
Hinweis:
 
Natürlich beweist auch schon das Doppelspalt-Experiment die Nichtlokalität von Quanten. Wer nämlich sog. "Weginformation" besorgen möchte, stellt hinter die Spalten Polarisatoren, um die beiden Teilwellen, in die zwei Spalten ein auf sie zukommendes Photon zerlegen, senkrecht zueinander zu polarisieren (damit sie unterscheidbar werden) — senkrecht zueinander polarisierte Wellen aber können nicht interferieren. Eben deswegen verschwindet die Interferenz genau dann, wenn versucht wird, Weginformation zu erhalten.