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"Einsteinjahr"
   
         
04.03.05 - 16:22:57
   
       
   
         
systemvariations 3 • Michael Wagner
   
       
   
             
         
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In dem Aufsatz Bertlmann's "Socks and the nature of reality" (1981) von dem irischen Physiker John S. Bell, reflektiert er ein Gedankenexperiment, das Albert Einstein 1935 mit seinen Mitarbeitern Boris Podolsky und Nathan Rosen ersonnen hatte. Dieses berühmte EPR-Paradox, benannt nach den Anfangsbuchstaben der Nachnamen, beschreibt folgendes Phänomen: Nach den Formeln der Quantenmechanik ist es möglich, zwei Quantenpartikel so miteinander zu verkoppeln ("verschränken"), dass die Messung an einem der beiden automatisch Aufschluss über die Eigenschaften des anderen liefert - selbst wenn sie sich theoretisch an entgegengesetzten Enden des Universums befinden.

Für Einstein stand dies in fundamentalem Widerspruch zu einer anderen Aussage der Quantentheorie, der Unschärferelation. Ihr zufolge sind nämlich die Eigenschaften subatomarer Objekte (wie etwa die genauen Werten von Ort und Impuls) vor einer Messung gar nicht genau festgelegt, sondern "unscharf". Erst durch den Akt der Messung "zwingt" man gewissermaßen die Teilchen, sich zu bestimmten Werte zu bekennen. Das EPR-Paradox scheint dieses Gesetz zu verletzen. Denn obwohl dabei nur eines der beiden Teilchen einer Messung unterworfen wird, kennt man automatisch den korrespondierenden Wert des anderen. Woher aber soll dieses Teilchen "wissen", wie sich sein Zwillingsbruder im Akt der Messung "entscheidet"?

Mittlerweile wurde aus dem merkwürdigen Gedankenexperiment tatsächlich Realität. Nachdem John Bell 1965 den von Einstein formulierten Widerspruch in eine mathematische Formel goss (die Bellsche Ungleichung), führte der französische Physiker Alain Aspect in den achtziger Jahren den EPR-Versuch mit Lichtteilchen (Photonen) sehr überzeugend durch. Eindeutig zeigte sich, dass die gemessenen Eigenschaften der beiden Photonen (in diesem Fall ihre Schwingungsrichtung oder Polarisation) stets aufs genaueste korrespondierten. Zahlreiche ähnliche Experimente haben diesen Befund bestätigt. Der österreichische Physiker Anton Zeilinger und seine Gruppe konnten sogar zeigen, dass dies auch dann noch gilt, wenn die beiden Photonen bis zu 350 Meter voneinander entfernt sind und ein Zufallsgenerator die Art der Messung erst im Augenblick der Beobachtung festlegt. Irgendeine Kommunikation zwischen den Photonen scheint damit unmöglich - es sei denn, sie fände mit Überlichtgeschwindigkeit statt, was wiederum Einsteins Relativitätstheorie widerspricht.

Die Tatsachen sind also klar, strittig ist die Deutung des Experiments. Esoteriker nahmen es als Beleg für geheimnisvolle telepathische Verbindungen (und übersahen dabei geflissentlich, dass der fragile Quantenzustand nur unter hoch artifiziellen Laborbedingungen existiert und in unserer Alltagswelt umgehend zusammenbrechen würde). Manche Physiker schlugen eine Teilchenkommunikation vor, bei der die Zeit rückwärts laufe. Andere vertraten die These, alle Ereignisse in der Welt seien von vornherein in einem streng determinierten "Raum-Zeit-Gitter"festgelegt.

Gegen diese "Woge unsinniger Behauptungen" stemmt sich vehement der Physiknobelpreisträger Murray Gell-Mann in seinem Buch "Das Quark und der Jaguar". Die Korrelation der Quantenpaare, schreibt er, sei genauso wenig erstaunlich wie jene zwischen den Socken Bertlmanns. "Wer nur einen seiner Füße sieht und eine grüne Socke erblickt, weiß sofort, dass an seinem anderen Fuß eine rosa Socke prangt. Und das, obwohl keine Signalübertragung zwischenden Füßen stattfindet."

Dieser Interpretation widersprechen freilich EPR-Experten. Die Quantenpaare würden sich eben gerade nicht wie die fraglichen Socken verhalten, meint Anton Zeilinger. Bei Bertlmann sei der Fall klar, weil er am Morgen eben zwei verschiedene Socken anzog. "Wenn die Socken aber Quantensocken wären, würde die Farbe des zweiten Socken erst spontan bei der Beobachtung des ersten festgelegt werden." Gell-Mann habe sich offenbar nicht die Mühe gemacht, Bells Publikation über Bertlmann gründlich zu lesen, ärgert sich Zeilinger.

Gell-Manns Position ist freilich unter Hochenergiephysikern weitverbreitet. Die meisten akzeptieren zwar fraglos die Formeln der Quantenmechanik, weigern sich aber standhaft, weitergehende Fragen danach zu stellen, was in der Mikrowelt tatsächlich vor sich geht. Für das tägliche Geschäft mag das durchaus gesünder sein. Denn der gesunde Menschenverstand scheint in der Quantenwelt weitgehend außer Kraft gesetzt. Jedenfalls greifen unsere herkömmlichen Konzepte von Realität bei dem System der gekoppelten Teilchen nicht mehr. "Salopp gesagt, handelt es sich um ein Ganzes, das nicht aus Teilen besteht", meint dazu der Physikphilosoph Harald Atmanspacher. Diese Erkenntnis scheint bis heute nicht recht verdaut.

Ulrich Schnabel, DIE ZEIT, 03/2001

Unter Fernwirkung versteht man in der Physik eine Wirkung, die sich instantan (ohne Zeitverlust) im Raum ausbreitet. Ein Beispiel ist die Newtonsche Gravitation: Wenn die Sonne durch irgendeine Kraft plötzlich verschoben würde, dann würde nach Newton die Erde sofort eine andere Gravitation spüren und auf diese Verschiebung mit einer entsprechenden Änderung ihrer Bahn reagieren.

Allerdings war Newton selbst stets Gegner des Konzepts der Fernwirkung. Er schrieb:
Es ist undenkbar, dass leblose, rohe Materie auf andere ... Materie wirken sollte, ohne direkten Kontakt und ohne die Vermittlung von etwas anderem, das nicht materiell ist. Dass die Gravitation eine angeborene, inhärente und wesentliche (Eigenschaft) der Materie sein soll, so dass ein Körper auf einen anderen über eine Entfernung durch Vakuum hindurch und ohne die Vermittlung von etwas Sonstigem wirken soll, ..., ist für mich eine so große Absurdität, dass ich glaube, kein Mensch, der eine in philosophischen Dingen geschulte Denkfähigkeit hat, kann sich dem jemals anschließen.
(Wikipedia: ... leider keine weitere Quellenangabe)

Zu beachten ist, dass eine Fernwirkung nicht alleine dadurch vorliegt, dass die Wirkung fern von der Ursache liegt, sondern nur dann, wenn sie instantan auftritt.

Nach heutigem Kenntnisstand kann es keine Fernwirkung geben. Nach Albert Einsteins Relativitätstheorie kann sich eine Wirkung nur maximal mit Lichtgeschwindigkeit auswirken. Das gilt auch für die Gravitation, deren Ausbreitungsgeschwindigkeit nach der allgemeinen Relativitätstheorie gerade die Lichtgeschwindigkeit ist. Im hypothetischen Beispiel mit der verschobenen Sonne würde sich also die Gravitationswirkung auf die Erde erst nach ca. 8 Minuten (der Zeit, die das Licht von der Sonne zur Erde benötigt) ändern. Wir würden also insbesondere nichts von der Verschiebung spüren, bevor wir sie nicht auch sehen.

http://www.netzwelt.de/lexikon/EPR-Effekt.html

thrill packed, Spannungsgeladen:
http://www.netzfit.de/portfolio/blog/art_161_start.htm