\u201eNach Erwin Schr\u00f6dingers Idee kann ein mikroskopisches Teilchen, wie zum Beispiel ein Atom, sich gleichzeitig in zwei unterschiedlichen Zust\u00e4nden befinden. Man spricht dann von \u00dcberlagerung\u201c, erkl\u00e4rt Professor Gerhard Rempe. \u201eWenn es zudem mit einem makroskopischen Objekt verschr\u00e4nkt wird, kann es seine \u00dcberlagerung auch an dieses weitergeben. Daraus ergibt sich das Beispiel von einer Katze, die in Abh\u00e4ngigkeit vom Zerfall eines radioaktiven Atoms zugleich lebendig und tot sein kann \u2013 eine Vorstellung, die jeglicher Alltagserfahrung widerspricht.\u201c<\/p>\n Das Labor des Max-Planck-Instituts verf\u00fcgt neben einem optischen Resonator, dessen zwei Spiegel ein winziger Spalt von 0,5 Millimeter trennt, auch \u00fcber eine Vakuumkammer und hochgenaue Laser, mit deren Hilfe die Wissenschaftler ein einzelnes Atom isolieren k\u00f6nnen. Laserlicht tritt durch eine Reflektion am Resonator mit einem darin gefangenen Atom in Wechselwirkung und \u00fcbernimmt dessen \u00dcberlagerungseigenschaften. Dadurch entsteht zun\u00e4chst ein verschr\u00e4nkter Zustand zwischen dem Atom und dem davonfliegenden Lichtpuls, eine Messung am Atom bringt daraufhin den Lichtpuls in einen \u00fcberlagerten Zustand.<\/p>\n Ganz \u00fcberzeugt, dass dieses Experiment auch gelingen w\u00fcrde und ob sich diese quantenmechanisch \u00fcberlagerten \u201eKatzenzust\u00e4nde\u201c mit der aktuellen Technik bereits eindeutig herstellen und nachweisen lie\u00dfen, waren die Wissenschaftler nicht. Erst die Reduktion aller optischen Verluste in der Messapparatur habe schlie\u00dflich den Durchbruch gebracht und die Messungen h\u00e4tten schlie\u00dflich auch die Vorhersagen Schr\u00f6dingers best\u00e4tigt.<\/p>\n \u201eEine Besonderheit des Experiments ist, dass die verschr\u00e4nkten Zust\u00e4nde deterministisch erzeugt werden k\u00f6nnen. Das bedeutet, dass bei jedem einzelnen Versuch auch ein Katzenzustand entsteht\u201c, erkl\u00e4ren die Forscher. \u201eEs ist uns gelungen, fliegende optische Katzenzust\u00e4nde herzustellen und zu zeigen, dass sie den Vorhersagen der Quantenmechanik entsprechen. Wir konnten somit beweisen, dass unsere Methode funktioniert und weiterhin untersuchen, welche Parameter entscheidend sind\u201c, fasst der Doktorand Stephan Welte zusammen.<\/p>\n Die \u201efliegenden Katzenzust\u00e4nde\u201c erkl\u00e4ren die Wissenschaftler anhand der beiden Abbildungen: \u201eIn Abb. 1 ist zu sehen, dass Schr\u00f6dingers Katze mit einem Atom verschr\u00e4nkt ist. Ist das Atom angeregt, so lebt die Katze. Ist es zerfallen, so ist die Katze tot. Da sich ein mikroskopisches Teilchen wie ein Atom gleichzeitig in zwei Zust\u00e4nden befinden kann, gilt das auch f\u00fcr die Katze.\u201c<\/p>\n \u201eIm Experiment bildet ein Lichtpuls die beiden Zust\u00e4nde nach (siehe H\u00fcgel in Abb. 1) und kann sich wie die Katze von Schr\u00f6dinger in einer \u00dcberlagerung aus beiden befinden. Konkret wird dabei \u2013 wie in der Abb. 2 zu sehen \u2013 ein Atom im Resonator zwischen zwei Spiegeln gefangen (links). Ein Lichtpuls, der am Resonator reflektiert wird, ist daraufhin mit dem Atom verschr\u00e4nkt und kann als \u00fcberlagerter optischer Katzenzustand frei fliegen (rechts).\u201c<\/p>\n Genauer gesagt seien fliegende optische Katzen \u00dcberlagerungen von zwei Lichtzust\u00e4nden unterschiedlicher Phase. \u201eEs stellt sich heraus, dass man mit diesen Lichtzust\u00e4nden auch Information kodieren kann und zwar in Form eines sogenannten Qubits. Ein Qubit ist das quantenmechanische Analogon zu einem klassischen Bit. Da das Qubit in unserem Fall mit Lichtzust\u00e4nden kodiert ist, kann man es einfach wie einen Lichtpuls durch eine Glasfaser von einem Sender zu einem Empf\u00e4nger schicken und somit Information \u00fcbertragen.\u201c<\/p>\n In dem Experiment k\u00f6nne man \u201enicht nur einen bestimmten Katzenzustand herstellen, sondern beliebig viele mit unterschiedlichen Phasen der \u00dcberlagerung \u2013 also quasi einen ganzen Zoo\u201c, f\u00fcgt der Doktorand Bastian Hacker hinzu. Das k\u00f6nnte in Zukunft genutzt werden, um Quanteninformation zu kodieren.<\/p>\n Und noch einen Unterschied zum Gedankenexperiment Schr\u00f6dingers gab es bei dem j\u00fcngsten Experiment. \u201eSchr\u00f6dingers Katze war urspr\u00fcnglich in eine Kiste eingesperrt, um Wechselwirkungen mit der Umgebung auszuschlie\u00dfen. Optische Katzenzust\u00e4nde, wie wir sie realisiert haben, sind nicht in eine Kiste eingesperrt, sondern fliegen frei\u201c, verdeutlicht Gerhard Rempe die Bedeutung der Forschungsleistung. \u201eTrotzdem bleiben sie von ihrer Umgebung isoliert und k\u00f6nnen somit \u00fcber weite Distanzen aufrecht erhalten bleiben.\u201c<\/p>\n F\u00fcr die weitere Forschung bedeutet dieses erfolgreiche Experiment, dass die Wissenschaft nicht nur dass man \u201e\u00fcber eine alte philosophische Fragestellung von Erwin Schr\u00f6dinger Klarheit gewinnen konnte\u201c, betonen die Forscher. \u201eAuch haben wir uns erfolgreich eine neue M\u00f6glichkeit erschlossen, Lichtzust\u00e4nde zu kontrollieren, was bisher nur sehr beschr\u00e4nkt m\u00f6glich ist. Auf Basis der Ergebnisse dieses Experiments k\u00f6nnen wir den G\u00fcltigkeitsbereich der Quantenmechanik immer weiter testen und neue Techniken f\u00fcr die Quantenkommunikation entwickeln.\u201c<\/p>\n Titelbild:<\/em> Gleichzeitig tot und lebendig sein, geht das? Selbst wenn es jedem herk\u00f6mmlichen menschlichen Verst\u00e4ndnis widerspricht, im Fall von Schr\u00f6dingers Katze geht es durchaus \u2013 wenn auch nur theoretisch. Der Wiener Physiker Erwin Schr\u00f6dinger (1887-1961) erdachte bereits 1935 folgendes Quantenphysik-Paradoxon: Vereinfacht gesagt k\u00f6nnte eine Katze durch eine Vermischung, beziehungsweise \u00dcberlagerung von toten und lebendigen Teilen gleichzeitig […]<\/p>\n","protected":false},"author":1660,"featured_media":507329,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[23253],"tags":[30140,27543,30143,30146,30149],"location":[24328],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-163684","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit","tag-max-planck-institut-de","tag-munchen-de-de","tag-munich-de-de","tag-quantenoptik-de","tag-schroedingers-katze-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Petra Wiesmayer","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/petra-wiesmayer\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/5e5e03658a935a5e74dea4d225014d663d2d383a_1726082__24_32_540__85.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["max-planck-institut<\/a>","Munchen<\/a>","Munich<\/a>","Quantenoptik<\/a>","Schr\u00f6dingers Katze<\/a>"],"unlinked":["max-planck-institut<\/span>","Munchen<\/span>","Munich<\/span>","Quantenoptik<\/span>","Schr\u00f6dingers Katze<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on January 16, 2019","modified":"Updated on January 16, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on January 16, 2019 6:27 pm","modified":"Updated on January 16, 2019 6:27 pm"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/163684","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1660"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=163684"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/163684\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/507329"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=163684"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=163684"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=163684"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=163684"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=163684"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=163684"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=163684"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=163684"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=163684"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"Schr\u00f6dingers](\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/5e5e03658a935a5e74dea4d225014d663d2d383a_1726082__24_32_540__85.jpg\")
Die Katze ist aus der Kiste<\/h4>\n
\n\u00a9 Christoph Hohmann, Nanosystems Initiative Munich (NIM)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"