MIT zeigt mit extrem kalten Atomen:
Einstein lag falsch, Bohr hat Recht

Physiker des MIT haben in einem eindrucksvollen Experiment nach­gewiesen, dass Albert Einstein in einem berühmten Streit mit sei­nem Kollegen Niels Bohr falschlag. Sie stellten das bekannte Doppel­spalt-Experiment quasi in Perfektion nach.

Doppelspalt-Experiment in Perfektion

In der Diskussion zwischen den beiden berühmten Wissenschaftlern ging es um die Dualität des Lichts, das sowohl Welle als auch Teilchen sein kann. Diese scheinbar paradoxe Doppelrolle steht im Zentrum der Quantenmechanik. Der berühmte Doppelspaltversuch, erstmals 1801 von Thomas Young durchgeführt, zeigte: Licht kann sich sowohl wie eine Welle als auch wie ein Teilchen verhalten - allerdings nie beides gleichzeitig.

Ein Team von Physikern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) unter der Leitung des Nobelpreisträgers Wolfgang Ketterle hat nun einen entscheidenden Beitrag zur tiefergehenden Klärung dieses Problems geleistet. In einem Experiment von bislang unerreichter Präzision bestätigten die Wissenschaftler endgültig eine zentrale These des dänischen Physikers Bohr - und widersprachen damit der Ansicht Albert Einsteins, der sich mit der Unschärfe der Quantenphysik nicht so recht anfreunden konnte.


Statt physischer Spalte nutzte das Team ultrakalte Atome als "Einzelschlitze", die mithilfe von Laserstrahlen in einer regelmäßigen Gitterstruktur angeordnet wurden. Über 10.000 Atome wurden auf nahezu den absoluten Nullpunkt abgekühlt. Ein extrem schwacher Lichtstrahl wurde durch dieses atomare Gitter gelenkt, sodass einzelne Photonen mit maximal einem Atom wechselwirkten.

Atome steuern

Die Forscher konnten exakt steuern, wie "unscharf" die Positionen der Atome waren - und damit, wie viel über den Weg eines Photons bekannt wurde. Das Ergebnis: Immer wenn man mehr über den Weg eines Photons erfuhr, verschwand das für Wellen typische Interferenzmuster zunehmend. Sobald ein Atom durch ein Photon "angestoßen" wurde, war die Welleninformation zerstört.

Die Ergebnisse stimmen vollständig mit der Vorhersage der Quantenmechanik überein - und bestätigen Bohrs Argument aus dem berühmten Streit mit Einstein im Jahr 1927: Der Versuch, den Teilchenweg eines Photons zu messen, beeinflusst zwangsläufig dessen Verhalten als Welle. "Diese einzelnen Atome sind die kleinsten Doppelspalte, die man sich vorstellen kann", sagte Ketterle. Die Arbeit wurden im Fachjournal Physical Review Letters veröffentlicht.


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