Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Welt als Quantenobjekt? Ein neuer Beweis

11.06.2010
Forscher des CEA Iramis [1] haben einen neuen Beweis für den Quantencharakter der Erde geliefert.

Zum ersten Mal konnten sie beobachten, dass mehrere aufeinander folgende Messungen eines makroskopischen Objekts (in diesem Fall eine supraleitende [2] elektrische Schaltung) eine mathematische Eigenschaft widerlegen können, die allen Systemen eigen ist, die sich nach den Gesetzen der klassischen Physik verhalten - die "Zeitabhängige Bellsche Ungleichung". Die Ergebnisse wurden am 1. Juni in der Fachzeitschrift "Nature Physics" veröffentlicht.

Seit Beginn des 20. Jahrhunderts herrscht unter Physikern eine Debatte über das Konzept des Realismus der Erde [3]. Existieren die Objekteigenschaften schon bevor sie gemessen werden, oder werden sie durch eine Überlagerung verschiedener Zustände definiert? Kann sich beispielsweise ein Gegenstand an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig befunden haben, bevor er beobachtet wurde?

Um diese Diskussion zu formalisieren, stellte der Physiker John Bell im Jahr 1964 Ungleichungen auf, unter der Annahme, dass die Welt von der "klassischen" Physik regiert wird. Bereits in den achtziger Jahren wurden diese Ungleichungen experimentell vom Team um Alain Aspect widerlegt: die Untersuchung zweier korrelierter Photonen [4], die über eine große Entfernung voneinander getrennt sind, ließ auf den Quantencharakter der Erde schließen - zwei Objekte können so sehr ineinander "verschachtelt" sein, dass es keinen Sinn mehr ergeben würde, von dem jeweiligen Zustand des einzelnen Objekts zu reden, auch wenn sie sehr weit voneinander entfernt sind.

1985 schlug der Physiker Anthony Leggett eine vergleichbare Ungleichung vor. Er baut sie jedoch nicht auf zwei räumlich getrennten Objekten auf, sondern auf einem einzigen, das zu verschiedenen Zeitpunkten gemessen wird - daraus ergab sich der Name "Zeitabhängige Bellsche Ungleichung". Diese Ungleichung, die bis heute noch nie experimentell widerlegt werden konnte, wurde nun zum ersten Mal von einem Team des CEA überprüft und entkräftet.

Die Besonderheit des angewendeten Verfahrens liegt darin, dass das untersuchte System kein natürliches Quantenobjekt (z.B. ein Photon, ein Elektron oder ein Atom), sondern eine aus Josephson-Kontakten [5] und Kondensatoren bestehende makroskopische elektrische Schaltung ist. Durch Messung dieser Schaltung ist es den Physikern gelungen, die Zeitabhängige Bellsche Ungleichung zu widerlegen, indem sie ihr Quantenverhalten verdeutlichten: solange sie nicht gemessen wird, hat sie keinen klar definierten elektrischen Zustand, und sie kann nicht gemessen werden, ohne dass ihr zeitliches Verhalten verändert wird.

[1] CEA: Behörde für Atomenergie und alternative Energien. Iramis: Institut für Materie und Strahlung

[2] Supraleiter: Werkstoff, der den Strom ohne Widerstand leitet und somit kaum einen Energieverlust durch Wärmeerzeugung aufweist.

[3] Realismus: Eigenschaft der Erde, wonach die Eigenschaften eines Objekts unabhängig von ihrer Beobachtung existieren. Die Quantenmechanik wiederum beschreibt die Welt als nicht realistisch und nur wahrscheinlich.

[4] Korreliertes Photonenpaar: zwei Lichtteilchen, die gleichzeitig durch dieselbe Quelle erzeugt werden und entgegengesetzte Polarisationen aufweisen.

[5] Josephson-Kontakt: besteht aus zwei schwach gekoppelten supraleitenden Elektroden, die durch eine dünne Isolierschicht voneinander getrennt sind.

Referenz: "Experimental violation of a Bell’s inequality in time with weak measurement", Agustin Palacios- Laloy, François Mallet, François Nguyen, Patrice Bertet, Denis Vion, Daniel Estève and Alexander Korotkov

Nature Physics, 01.06.2010 http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys1641.html

Quelle: "Une nouvelle preuve du caractère quantique du monde", Pressemitteilung des CEA - 01.06.2010 http://www.cea.fr/le_cea/actualites/caractere_quantique_du_monde-34609

Redakteur: Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fr

Wissenschaft-Frankreich (Nummer 185 vom 09.06.2010) Französische Botschaften in Deutschland und Österreich

| Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht APEX wirft einen Blick ins Herz der Finsternis
25.05.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics