Die Quantenmechanik, der mysteriöseste und wenig erforschte Zweig der Physik, hat Wissenschaftler mehr als einmal mit ihren neuen und neuen Eigenschaften überrascht, die nicht gut mit der traditionellen makroskopischen Welt übereinstimmen. Wo genau die Grenze zwischen ihm und den Quantenwelten liegt, bleibt noch ein ungelöstes Rätsel. Gleichzeitig gelang es den Physikern in ihrem jüngsten Experiment endlich, den Schleier der Geheimhaltung leicht zu öffnen und zu zeigen, dass sogar massive Moleküle gleichzeitig an zwei Orten existieren können.
IST TELEPORTATION WIRKLICH?
Die Debatte darüber, ob es eines Tages möglich sein wird, eine Person sofort auf eine mehr oder weniger bedeutende Entfernung zu bringen, lässt bis jetzt nicht nach. Die neue Entdeckung, die zeigt, dass nicht nur Atome, sondern auch relativ große Moleküle gleichzeitig an zwei Orten sein können, bringt die Menschheit ihrem alten Traum einen Schritt näher - große Entfernungen in Sekundenbruchteilen zu überwinden. Eine einzigartige Entdeckung wurde durch die Verwendung eines leicht modernisierten Doppelspaltexperiments gemacht, das in der Physik häufig zur Untersuchung der Eigenschaften von Lichtphotonen verwendet wird. Es war ihm zu verdanken, dass Wissenschaftler einst zu dem Konzept der Dualität des Lichts gelangen konnten, das sich gleichzeitig wie ein Teilchen und eine Welle verhält.
Das Doppelspaltexperiment ist in der Praxis ziemlich einfach. Zunächst müssen Sie sicherstellen, dass die Lichtquelle auf die Oberfläche gerichtet ist, in die zwei Schlitze geschnitten sind. Hinter der angegebenen Oberfläche müssen Sie eine weitere Oberfläche platzieren, auf die das Licht projiziert wird. Wenn das Licht nur aus gewöhnlichen Partikeln bestehen würde, würde das Muster auf der Rückseite nur in Form und Größe der Schlitze erscheinen. Das Doppelspaltexperiment ist jedoch insofern einzigartig, als die Lichtwellen unerwartet wie Wellen im Wasser voneinander abprallen und eine Art Tigermuster auf der Oberfläche erzeugen.
Das Seltsamste an dem Experiment ist jedoch, dass selbst wenn das Experiment mit einzelnen Lichtpartikeln durchgeführt wird, dasselbe Streifenmuster auftritt. Irgendwie scheinen diese Photonen nicht nur einen Weg zu gehen, wie man erwarten könnte, sondern sie kreuzen sich und vermischen sich miteinander.
In der Physik wird dieses Phänomen als Quantenüberlagerung bezeichnet, was am besten durch Schrödingers Katze veranschaulicht wird. In diesem Gedankenexperiment ist die in der Kiste versteckte Katze weder lebendig noch tot, sondern existiert in zwei Zuständen gleichzeitig. In dem Moment, in dem der Beobachter die Box öffnet, fällt die Überlagerung in den einen oder anderen Zustand zusammen. Was das Erlebnis noch ungewöhnlicher macht, ist die Tatsache, dass die Streifenmuster sofort verschwinden würden, wenn die Detektoren in den Schlitzen als Instrument zur Messung der vom Licht zurückgelegten Entfernung installiert würden. Die Unbestimmtheit des Ergebnisses wird erst deutlich, sobald es gemessen wird.
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Gleichzeitig ist das Phänomen der Überlagerung offenbar nur im Quantenfeld anwendbar, da die Dualität des Lichts in der makroskopischen Welt fast vollständig verschwindet, wenn Objekte größer werden. Wenn ja, gibt es eine Begrenzung für die Größe des Objekts, die sich problemlos an zwei Stellen gleichzeitig befinden kann? Um diese Frage zu beantworten, führten Wissenschaftler der Universitäten Wien und Basel ein Doppelspaltexperiment mit den größten Molekülen durch, die in der Geschichte der Physik getestet wurden.
Die vorherige Aufzeichnung enthielt Moleküle mit mehr als 800 Atomen, aber das Forscherteam konnte sie auf 2000 Atome erweitern. Die Moleküle existierten in einem Zustand der Quantenüberlagerung und zeigten ein ähnliches Ergebnis der Quantendualität. Ein solches Ergebnis bringt die Grenze des Mikroskops näher an unsere Makrowelt heran, während jede Linie zwischen ihnen fast vollständig verwischt wird.