Würzburger Quantenphysik-Konzept

V16 Malvern-Experiment: Zwei-Teilchen-Interferenz

Verschränkte Zustände  Doppel-Doppelspalt

Lehrtext/Inhalt

Glossar  wissenschaftliche Experimente

Im- pres- sum

EPR für Impulse von Photonen: Rarity und Tapster in Malvern 1990

vgl. Zeilingers Doppel-Doppelspalt-Experiment. Dort ergibt sich:

Koinzidenzmessung ist nötig wegen der beteiligten Zwei-Teilchen-Wellen­funktion. Das Teilchenmodell versagt auch hier, weil ein Zwei-Teilchen-Zustand beteiligt ist: Nur mit Komplementarität zusammen kann Ein-Teilchen-Interferenz und WWI ausgeschlossen werden.

(1) Korrelationen zwischen verschränkten Photonen ergeben Zwei-Teilchen-Interferenz (Messung mit Koinzidenzzähler);

Ein spezieller Konverter erzeugt nacheinander Photonenzwillinge, also Paare von entgegengesetzten Photonen (1) und (2) [bzw. (1') und (2')], gleichzeitig und mit gleichen Energien.

(2) Jedes Photon passiert ein Doppelspaltsystem. Es erzeugt

a) nicht: ein Interferenzbild in jedem Detektor bei Abstandsvariation. Grund: Für den jeweils zweiten Spalt-Partner wäre noch offen, ob WWI bestimmt ist oder ob Doppelspalt ohne WWI.

b) nur: Interferenzmuster im Koinzidenzzähler bei Abstandsvariation. Grund: Durch die beiden (gleichzeitig, "in Koinzidenz" durchgeführten) Doppelspalt- Versuche ist gesichert, dass jede Weginformation der Photonen vernichtet ist.

Würde man an einem der Doppelspalte WWI gewinnen können, würde wegen der jeweils entgegengesetzten Impulse augenblicklich auch bekannt sein, durch welchen Spalt der betreffende Partner des Paars geht. Damit wäre auch die Interferenz für den Spalt-Partner ausgelöscht.

Die Impulse der beiden Photonen eines Paares sind unbestimmt. Die Koinzidenzmessung zeigt aber, dass der eine Impuls mit dem seines Partners "korreliert" ist, speziell entgegengesetzt gleich ist.

E 1. WWI wird unauslöschlich verhindert durch eine trickreiche Anordnung. Dann ist Interferenz möglich.

2. Das entspricht einer Bestätigung entgegengesetzt gleicher Impulse nach EPR.

3. Das ist ein Beispiel zur Zwei-Teilchen-Interferenz im Unterschied zur üblichen Ein-Teilchen-Interferenz.