Vorschlag von Clauser-Horne-Holt-Shimony 1969, ausgeführt von Freedman und Clauser u.a.1972

Nobelpreis Physik 2022 an Alain Aspect und John Clauser und Anton Zeilinger

(1) Einstein, Podolski und Rosen (EPR) dachten sich 1935 ein Gedankenexperiment aus um nachweisen zu können, dass ihrer Meinung nach die Quantenmechanik unvollständig ist. Ihrer Meinung nach war es bei verschränkten Zuständen unverständlich, dass bei einer Messung an einem Teilchen gleichzeitig Eigenschaften des anderen Teilchens be-stimmt werden sollten. (2) Versuch: Von einer Quelle  gehen Photonenzwillinge in entgegengesetzte Richtungen aus, deren Polarisationen korreliert sind (also z.B. beide immer senkrecht zueinander). Sie treten durch Polarisations-Analysatoren und lösen je einen Detektor aus, der mit einem Koinzidenzzähler den gleichzeitigen Nachweis von zwei Photonen meldet.

(3) Die Analysatoren sind schnell umschaltbar, so dass sich die "Photonen nicht über ihre Orientierung verständigen könnten". Koinzidenzen finden nur statt, wenn beide Analysatoren senkrecht zueinander sind; das aber unabhängig davon, wie dann die Analysatoren orientiert waren. (4) Das ist aber sehr überraschend, denn die Entscheidung, ob das Photon den Analysator passiert oder nicht, fällt für beide Photonen gleich aus, obwohl für ein Photon am Analysator vollkommen zufällig ist, ob es passiert oder nicht! Jetzt trifft sozusagen derselbe objektive Zufall die beiden "verschränkten" Photonen des Photonenpaars, und das unabhängig davon, wie weit die Analysatoren von einander entfernt sind. Im Prinzip können sie sogar Lichtjahre von einander entfernt sein! (5) Dieser Versuch und viele weitere bestätigten die gängige Quantentheorie. Dennoch gab das "EPR-Paradoxon" viele wichtige Anstöße, die sich auch heute noch fruchtbar auswirken.

E

1. Bei verschränkten Zuständen wird bei einer Messung an einem Teilchen instantan auch die entsprechende Eigenschaften des anderen Teilchens be-stimmt, wobei keinerlei Wechselwirkung zwischen beiden Teilchen stattfindet. Manche Physiker sprechen sogar von "Fernwirkungslosigkeit". 2. U.a. ist jetzt klar geworden, dass die beiden Photonen eine Eigenschaft "be-stimmte Polarisation" vor der Messung und der Zerlegung in einzelne Photonen nicht hatten, genauso, wie beim Doppelspalt  ein in der Interferenzfigur nachgewiesenes Teilchen eine Eigenschaft "be-stimmter Durchtrittsort" nicht hatte.