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Grafik: Archiv
Übermütige Enterprise-Fans müssen zurückgepfiffen werden - und das auch, wenn der österreichische Quantenphysiker Anton Zeilinger wieder einmal einen Forschungserfolg erzielen sollte. Wenn sein Team es schafft, im Frühjahr 2004 (der genaue Termin steht noch nicht fest) tatsächlich zwischen dem Milleniumstower in Wien-Brigittenau und den Twintowers in Wien-Favoriten eine Quantenkommunikation herzustellen, bedeutet das noch lange nicht, dass damit dem Beamen, wie wir es seit Jahrzehnten aus "Raumschiff Enterprise" kennen, endlich auch der Durchbruch in die empirische Sphäre der Wissenschaft gelungen wäre. Hat Zeilinger mit seinem quantenmechanischen Experiment wieder Erfolg, ist damit nur der Beweis erbracht, dass eine Quantenkommunikation via Satellit möglich wäre. Das ist bahnbrechend genug.

Teilchen

Voraussetzung für ein solches Experiment ist die Verschränkung von Lichtteilchen (Photonen). Was Albert Einstein noch als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete, ist ein mittlerweile bekanntes Phänomen aus der Quantenphysik: Teilchen (Quanten), die etwa in einem Laser erzeugt werden, werden in verschiedene Richtungen auf die Reise geschickt. "Gebeamt" werden gar nicht die Teilchen, sondern nur bestimmte Eigenschaften derselben. Manipuliert man nun eines der Teilchen, hat das auch Auswirkungen auf das andere. Man kennt die Polarisation des einen Photons, und gleichzeitig weiß man die Polarisation des anderen - ohne es zu testen.

Mysteriöser Transfer

Im Fachjargon heißt jene immer noch mysteriös anmutende Art der Informationsübermittlung (in der eigentlich zwei Kopien erzeugt werden) "Teleportation". Sie hat Anton Zeilinger berühmt gemacht - und wird in den Medien als "beamen" verkauft. Dass Quanten-Teleportation funktioniert, haben Zeilinger & Co übrigens schon mehrmals bewiesen - zuletzt im Frühjahr 2003, als das Forscherteam eine Teleportation über eine Strecke von 600 Metern über die Donau zustande gebracht hat.

Aufregung

Im Moment befindet sich das gut zehnköpfige Team von Experimentalphysikern der Universität Wien wieder in einer aufregenden Vorbereitungsphase: Drei Standorte müssen vorbereitet werden, die Messstationen für einen neuen, noch aufwändigeren Versuch aufgebaut werden. "Der große Meilenstein ist dieses Mal die Distanz", verrät Zeilinger-Mitarbeiter Markus Aspelmeyer. Ausgehend von der Kuffner Sternwarte soll das Quantenkommunikationsexperiment eine horizontale Distanz von acht Kilometern überwinden. Warum sich die Forscher die Strecke zwischen den Türmen ausgesucht haben, ist leicht zu beantworten: Die atmosphärischen Effekte auf den acht Kilometern entsprechen der vertikalen Schicht der Atmosphäre. Bei einer Verbindung über Erdsatelliten müssten die Lichtteilchen nur diese Distanz überwinden, wo Störungen auftreten können. Danach, im Vakuum des Weltraums, könnten sie sich wieder ungehindert ausbreiten.

Ab ins all

Der Weltraum rückt also auch für die Quantenmechanik. Und gewinnen die Teleportationsexperimente tatsächlich an Distanz, können in Zukunft Fragen der Quantenphysik untersucht werden, die in irdischen Labors unbeantwortet bleiben müssten. (Mia Eidlhuber / DER STANDARD Printausgabe, 10.11.2003)