Das doppelspalt-experiment

Dieses einfache Experiment wurde zum ersten Mal 1802 von dem englischen Physiker Thomas Young realisiert und diente als Grundlage für die Wellentheorie. Jagt man monochromatisches Licht durch zwei schmale Schlitze entstehen nach klassischer Vorstellung, aufgrund der Beugung neue Kugelwellen, welche dann je nach Frequenz früher oder später mit den anderen Kugelwellen interferieren. Daher ergibt sich dann auf einem Auffangschirm ein gestreiftes Muster, das mit Teilchen nicht erklärbar ist.
So weit ist alles klar, nun haben aber jüngere technische Errungenschaften diesem Experiment eine neue Dimension geben, die das Ergebnis auf einmal absurd erscheinen lassen.



Feynman bedient sich furchtbar gerne seinen Photonendetektoren (basierend auf dem Photoeffekt), also tauschen wir zunächst den Auffangschirm mit einem solchen Gerät im Punkt D. Die Lichtquelle L befindet sich in gleicher Höhe mit dem Detektor und zwischen ihnen ist der Schmale Spalt S und schließlich, nicht auf der Höhe der Lichtquelle liegend, der schmale Spalt A. Wir wissen ja, dass sich Feynman die Photonen als neugierige Teilchen vorstellt, die sich nicht gerne immer geradlinig ausbreiten sondern gerne auch auf Nebenbahnen. Wenn man den Photonen nicht genug Platz lässt sich auf diesen Bahnen fortzubewegen, werden plötzlich all die Wege wichtig denen man normalerweise keine Bedeutung geben muss. Das merkt man daran, dass wenn man den schmalen Spalt S zumacht, das Licht sich in der selben Wahrscheinlich über den Umweg über A nach D bewegt.
Nun treten die bekannten Interferenzen auf, die Wahrscheinlichkeiten, dass Licht in D ankommt schwankt je nach Abstand der Spalt zwischen 0% und 4% (das Experiment funktioniert auch mit Elektronen, die ja Massereich Teilchen sind!). Da man ja auch nachgewiesen hat, dass das Licht beide Spalte benützt (selbst einzelne Photonen oder Elektronen interferieren mit sich selbst), könnte man folgern, dass das Licht beide Spalte gleichzeitig benützt (sonst gebe es keine Interferenzen, und die Wahrscheinlichkeit wäre konstant höher als wenn nur ein Spalt geöffnet wäre, was ja nicht der Fall ist). Um das Nachzuweisen platziert man in jeden Spalt einen Photonendetektor, und wartet, dass beide gleichzeitig klicken. Sie klicken aber nie gleichzeitig, sondern immer nur der Eine oder der Andere. Nun haben wir das, was wir uns eigentlich von einem Teilchen erwartet hätten: die Wahrscheinlichkeit, dass ein Photon in D ankommt hat sich verglichen mit der, wenn nur ein Spalt geöffnet wird, verdoppelt.
Das Ergebnis dieses Experiments ist äußerst verwirrend, man neigt dazu dem Licht ein Bewusstsein zuzuschreiben, da man sich nicht erklären kann woher es weiß ob ein Detektor im Spalt platziert ist oder nicht. Lässt man dem Licht beide Möglichkeiten offen, wird es diese auch nützen, es nimmt Wellenform an. Will man jedoch wissen, welchen Spalt es benützt, zwingt man das Photon sich für einen der beiden Wege zu entscheiden.
Das Doppelspalt-Experiment beinhaltet die Essenz der Quantenmechanik, es veranschaulicht und beweist die absurde Theorie am besten. Sie gibt dem Beobachter mehr Bedeutung als dem vielleicht lieb ist, denn er verändert mit seiner Beobachtung bereits den Verlauf des Experiments.
Hinsichtlich des Doppelspaltexperiments stellt sich die Frage, ob es reicht Photonendetektoren in die Spalte zu stellen um aus der Welle ein Teilchen zu machen, oder ob jemand dabei sein muss um das Ergebnis zu analysieren. Es ist meiner Ansicht nach auch fraglich, ob jemand, der nie in die Schule ging und sich auch über Licht und seine Beschaffenheit nie den Kopf zerbrochen hat, die Welle zu einem Teilchen macht. Auf der einen Seite ist ihm der Sinn der Versuchanordnung Schleierhaft, noch weiß er was von der Apparatur zu erwarten ist, für das Licht besteht also eigentlich keine Veranlassung sich zu "verstellen". Auf der anderen Seite reicht vielleicht schon allein die Möglichkeit, dass jener Mensch einem Anderen, der dieses Experiment interpretieren kann erzählt, um die Welle zu einem Teilchen zu machen, so dass dieser quasi zum passivem Medium der Beobachtung wird.
Die Frage Einsteins, ob sich das Universum verändert, wenn es von einer Maus beobachtet wird bleibt ungeklärt und lässt genügend Raum für abendfüllende Diskussionen (meine Meinung ist "Nein", aber ich will hier jetzt nicht näher darauf eingehen *g*).