Würzburger Quantenphysik-Konzept

V13 G-R-A-Versuch: Unteilbare Photonen

   objektiver Zufall    Unteilbare Teilchen am Doppelspalt

Lehrtext/Inhalt

Glossar  wissenschaftliche Experimente

Im- pres- sum

Grangier, Roger und Aspect 1986
Die Autoren verwenden eine Zwei-Photonen-Quelle, die quasi gleichzeitig zwei Photonen aussendet. Eines der beiden Photonen, das Mess-Photon, gelangt zu einem Strahlteiler (halbdurchlässiger Spiegel), an dessen beiden Ausgängen die Detektoren D1 und D2 stehen. Um sicher zu sein, dass das Zählereignis wirklich durch das einzige in der Apparatur vorhandene Mess-Photon ausgelöst wird, wird das Boten-Photon genutzt. Wenn es den Detektor DT zum Ansprechen bringt, wird ein Koinzidenz-Zähler "scharf" geschaltet. Er registriert, wenn Zähler D1 und D2 gleichzeitig ansprechen. Natürlich ist die Anlage so dimensioniert, dass unterschiedliche Laufzeiten der Photonen keine Rolle spielen.

 E  1. Es kommt so gut wie nie zu Koinzidenzen, d.h. es spricht entweder der eine oder der andere Zähler D1 oder D2 an, nie beide zugleich: ein Photon kann sich nicht aufspalten.

2. Die Aufteilung am halbdurchlässigen Spiegel erfolgt ganz zufällig, es ist auf keine Weise möglich - und wie wir heute wissen, sogar prinzipiell unmöglich ("objektiver Zufall ") - , einen Grund dafür anzugeben, dass das eine Photon am Strahlteiler zu D1, und ein anderes zu D2 gelenkt wird.

3. Dennoch waltet auch hier eine Gesetzmäßigkeit: Bei sehr häufiger Wiederholung des Versuchs bzw. sehr großer Photonenzahl werden ca. 50% der Photonen vom Detektor D1 und ca. 50% der Photonen vom Detektor D2 nachgewiesen.

Hinweis:  Vom Autor stammt ein Simulationsprogramm (PHOTONEN) zur Thematik, das Sie herunterladen können.

Die Universität Erlangen bietet ein auf einem ähnlichen Prinzip basierendes Bildschirm-Experiment zur Existenz des Photons an.