Wien - Konsequent dehnen der Wiener Experimentalphysiker Anton Zeilinger und sein Team ihre Experimente zur Quantenkommunikation aus. Nachdem im Vorjahr in Wien mit 7,8 Kilometer ein neuer Rekord bei der Übertragung von verschränkten Photonen durch die Atmosphäre erreicht wurde, versuchen die Wissenschafter derzeit die Teilchen mit ihrer besonderen Eigenschaft zwischen den kanarischen Inseln La Palma und Teneriffa über eine Distanz von 144 Kilometer zu schicken. Doch die Physiker wollen noch höher hinaus: Sie planen ein ähnliches Experiment auf der internationalen Raumstation ISS.

Das quantenphysikalische Phänomen verschränkter Lichtteilchen steht immer wieder im Mittelpunkt von Zeilingers Experimenten. Bei dieser "spukhaften Fernwirkung", wie Albert Einstein diesen Effekt bezeichnet hat, bleiben beispielsweise zwei Lichtteilchen (Photonen) über theoretisch beliebige Distanzen wie durch Zauberhand miteinander verbunden. Bestimmt man etwa die Polarisation (Schwingungsebene des Lichts) des einen Teilchens, kennt man augenblicklich auch den Zustand des anderen Teilchens. "Wir wollen mit dem neuen Experiment die Verschränkung noch weiter ausloten und klären, ob es für dieses Phänomen eine Grenze für die Distanz gibt", so Thomas Jennewein kürzlich bei einer Veranstaltung des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Durch den Kosmos gebeamt

Dazu nutzen die Wissenschafter zwei, jeweils in rund 2.400 Metern Seehöhe gelegene Observatorien auf La Palma und Teneriffa, die 144 Kilometer voneinander entfernt sind. In La Palma werden verschränkte Photonenpaare hergestellt. Ein Teilchen davon wird auf die gegenüberliegende Insel Teneriffa geschickt. Dort wird es mit Hilfe eines Ein-Meter-Teleskops in der optischen Bodenstation der Europäischen Weltraumorganisation ESA detektiert und kontrolliert, ob die Verschränkung aufrecht blieb. Gelingt das Experiment, wäre das nicht nur ein neuer Weltrekord. Die Physiker würden damit auch wertvolle Erfahrungen für ein noch spektakuläreres Experiment gewinnen.

Sie haben bei der ESA ein Experiment auf der Internationalen Raumstation ISS beantragt und koordinieren dazu ein Team hochkarätiger Wissenschafter aus mehreren europäischen Ländern. Dazu müsste eine Quelle für verschränkte Photonen auf die Raumstation gebracht werden, die die Erde in rund 400 Kilometern Höhe umkreist. Von dort sollen Photonen auf zwei Bodenstationen gesendet und auch untersucht werden, ob die "spukhafte Fernwirkung" auch über solche Distanzen aufrecht bleibt. Dies wäre auch ein erster Schritt zu einem globalen Quantenkryptographie-Netzwerk, denn für die sichere Verschlüsselung von Datenübertragungen durch Zuhilfenahme von Quantenphänomenen über große Entfernung müssen verschränkte Teilchen global übertragen werden.(APA)