Fiktion trifft Quantenforschung: Ein Grinsen ohne Katze, ein Spin ohne Teilchen

"Schon gut", sagte die Katze, und diesmal verschwand sie ganz langsam, wobei sie mit der Schwanzspitze anfing, und mit dem Grinsen aufhörte, das noch einige Zeit sichtbar blieb, nachdem das Übrige verschwunden war. „Oho, ich habe oft eine Katze ohne Grinsen gesehen“, dachte Alice, „aber ein Grinsen ohne Katze! So etwas Merkwürdiges habe ich in meinem Leben noch nicht gesehen!“

Dieser Meinung dürfte nicht nur Alice aus „Alice im Wunderland“ vom Mathematiker Lewis Carrolls sein: Ein Grinsen ohne Katze, das kann es nicht geben. Doch wie sich zeigte, steht die Quantenphysik dem Fantasiereichtum eines Kinderbuchautors in nichts nach: So wie Alice einem Grinsen ohne Katze begegnet, beobachten Physiker ein Teilchen losgelöst von seinen Eigenschaften.

Ein Grinsen ohne Katze

Wie das gehen könnte, hat erstmals 2013 ein Forschungsteam um Yakir Aharonov und Sandu Popescu skizziert. In ihrem Experiment durchläuft ein Photon, also ein Lichtteilchen, ein Interferometer. Das ist eine Anordnung aus Spiegeln, Filtern und Detektoren, mit der Physiker die Welleneigenschaften eines Objekts untersuchen. Entscheidend ist, dass das Photon verschiedene Wege durch den Aufbau nehmen kann. Mit einer speziellen Versuchsanordnung stellte das Team fest, dass das Teilchen theoretisch einen Weg durch das Interferometer nahm und seine Polarisation einen anderen. Die Eigenschaft löste sich vom Teilchen – ganz wie bei Alice’ Grinsekatze.