Quantenverschränkung gehört zu den interessantesten, aber auch merkwürdigsten Aspekten der modernen Physik: Die Quantentheorie erlaubt, dass Teilchen miteinander auf eine Weise in Kontakt stehen, die man mit Konzepten unserer gewohnten Alltagsphysik einfach nicht erklären kann. Über dieses Phänomen wird schon lange gerätselt, debattiert und gestritten – auch Albert Einstein war höchst unzufrieden mit diesem Konzept.

Am Freitag, dem 21. Juni wird an der TU Wien ein ganz besonderer Gast über dieses Thema sprechen: Alain Aspect (Inst. d’Optique – Univ. Paris-Saclay “Orsay”) wurde für seine Forschung zur Quantenverschränkung 2022 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Vortrag: “From Einstein and Bell to quantum technologies: entanglement in action"
Freitag, 21. Juni 2024, 14:30-16:00
TU Wien, Karlsplatz 13, Festaal
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Was ist Quantenverschränkung?

Die Quantentheorie ist eine der bestuntersuchten und am besten bestätigten Theorien der modernen Wissenschaft. Sie macht allerdings Vorhersagen, die auf den ersten Blick schwer verständlich erscheinen. So können sich etwa Quantenteilchen in einer Kombination aus mehreren Zuständen befinden, und erst bei der Messung wird (durch puren Zufall) festgelegt, welcher dieser Zustände zum tatsächlichen Messergebnis wird.

Man kann sogar sogenannte „Quantenverschränkungen“ erzeugen, dann teilen sich mehrere Teilchen in gewissem Sinn einen gemeinsamen Quantenzustand. Eine Messung an einem Teilchen legt dann augenblicklich auch den Zustand des anderen Teilchens fest – auch dann, wenn sich die beiden Teilchen an weit voneinander entfernten Orten befinden.

Schon Albert Einstein war mit diesem Gedanken höchst unzufrieden. Und lange stellte man sich die Frage: Ist die Natur wirklich so merkwürdig, wie die Formeln der Quantentheorie sagen, oder kommt es uns vielleicht nur so vor? Kann es vielleicht sein, dass der Zustand des Teilchens doch nicht erst bei der Messung festgelegt wird, sondern das Teilchen in irgendeiner bisher unbekannten Form schon als „verborgene Variable“ eingespeichert hat, welches Ergebnis es bei der Messung liefern wird?

Interessanterweise lässt sich diese Frage experimentell untersuchen: Der Physiker John Stewart Bell stellte Ungleichungen auf, die für jede beliebige Theorie gelten müssen, in denen bestimmte Arten von „verborgenen Variablen“ vorkommen. Die Quantenphysik verstößt aber gegen diese Ungleichungen – das konnten Aspect, Zeilinger und Clauser zeigen, und dafür bekamen sie den Nobelpreis.

Das bedeutet: Die Natur ist tatsächlich so seltsam, wie die Quantenphysik sagt. Man kann keine alternative Theorie mit (lokal-realistischen) verborgenen Variablen konstruieren, die mit den Ergebnissen von Quantenexperimenten übereinstimmt.

Mehr zum Vortrag / Anmeldemöglichkeit:

https://www.tuwien.at/tu-wien/aktuelles/nobel-lecture