Für die Physik gibt es schon seit langer Zeit einige große Probleme, die Forscher*innen zu lösen haben. Eines davon ist „Schrödingers Katze“. Dabei geht es weniger darum, ein Dilemma aufzulösen, sondern mehr, dieses in der Realität zu demonstrieren. Hier gelang vor kurzem ein echter Durchbruch.
Rätsel der Physik: Quantensprung gelungen
Wer im Physikunterricht in Deutschland aufgepasst hat, wird von einem Gedankenexperiment gehört haben, das sich Erwin Schrödinger im 20. Jahrhundert ausdachte. Dieses nimmt an, dass eine Katze, die mit einem Giftfläschchen und einem Apparat, der diese zerbricht, sobald die Strahlung eines radioaktiven Atoms zu hoch wird, zugleich lebendig lebendig und tot ist. Gerade für die Physik, die sich auf der Quantenebene abspielt, ist dieses Experiment von großer Bedeutung.
Die Quantenphysik nimmt an, dass ein Atom, das nicht ständig beobachtet wird, in einer „Superposition“ stehen muss. In diesem Fall befindet es sich in mehreren Zuständen gleichzeitig, nämlich zerfallen und nicht zerfallen, so wie die Katze lebendig und tot ist. Eines der wichtigsten Ziele für Quantenforscher*innen ist es, diese Theorie in der Realität zu demonstrieren, um so einen Schritt weiter auf bessere Berechnungsweisen zugehen zu können.
Wissenschaftler*innen der australischen Universität von South Wales gelang auf dem Weg hierhin ein großer Schritt. Sie benutzten ein Atom aus Antimon, ein giftiges und seltenes Metall. Da sich dieses nicht nur, wie viele andere Atome, in zwei Richtungen dreht, sondern gleich in acht, eignet es sich sehr viel besser für die Demonstrierung der Superposition, wie EurekAlert erklärt.
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Diese Katze hat sieben Leben
Der Vorteil bei der Nutzung dieses Atoms liegt darin, dass ein Experiment sieben verschiedene Variationen haben kann, da es acht Drehrichtungen gibt. Das Antimon wurde in einen Chip eingefügt, wodurch sich dessen Quantenposition kontrollieren ließ. Damit könnte es den Forscher*innen gelingen, sehr bald die Superposition zu demonstrieren, wenn die Vorbereitungen für das Experiment abgeschlossen sind. Die Bedeutung wird darin deutlich, dass ein Erfolg in diesem Fall als „heiliger Gral“ der Physik bezeichnet wird.
Denn dadurch wäre es möglich, für Quantencomputer völlig neue Fähigkeiten bei der Berechnung von Vorgängen bereitzustellen. Bis eine erfolgreiche Kontrolle eines Atoms und seiner Superposition auch in fabrikmäßig hergestellten Chips verfügbar ist, wird dann natürlich noch viel Zeit vergehen. Dennoch zeigt der Fortschritt der Forscher*innen, wie die Physik reale Veränderungen bewirken kann.
Quellen: EurekAlert
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