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Visionen des UnSEHbaren

10 - Beispiel: (Doppel-)Spalt in einer Wand

Interferenzerscheinungen sind ein wichtiger quantenmechanischer Effekt, der aus der Wellennatur der Teilchenbewegung resultiert. Sie werden hier noch einmal am berühmten Doppelspaltexperiment erläutert.

Ein Elektron trifft auf eine Wand, in der sich ein oder zwei Löcher befinden. Seine anfängliche Ortsunschärfe ist so groß, dass wir nicht vorhersagen können, durch welches Loch es gehen wird. Wenn ein Loch zu ist (linker Film), muss es natürlich durch dieses gehen, wenn es hinter die Wand kommen will. Dort entsteht eine Welle mit kreisförmigen Wellenfronten, ohne Interferenz.

Wenn aber beide Möglichkeiten offen sind (rechter Film), interferieren die beiden von den einzelnen Löchern ausgehenden Wellen und bewirken Auslöschung in gewissen Richtungen. Das heisst, dass man dort nie ein Teilchen finden wird. Die Vergrößerung der Anzahl der Möglichkeiten, an einen bestimmten Punkt zu gelangen, führt zu einer Verringerung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit an diesem Punkt. Man findet dort das Teilchen seltener, obwohl es mehr Möglichkeiten hat, dorthin zu gelangen.

Man darf dabei nicht annehmen, dass im Zwischenzustand eine der Möglichkeiten tatsächlich realisiert ist, dann wäre für das Elektron die Information ja weg, dass es an den verbotenen Punkt nicht gehen darf. Der Grund für die Interferenz wäre dann weg. Ein bestimmter Ort stellt sich erst als Resultat einer Ortsmessung ein. Vor der Ortsmessung, also bevor der physikalische Vorgang stattgefunden hat bei dem die Information über den Ort erzeugt wird, sind alle Möglichkeiten offen, keine ist tatsächlich realisiert, und keine ist ausgeschlossen, manche sind höchstens unwahrscheinlich.

Warum nehmen wir also nicht an, dass das Elektron eine Materiewelle darstellt, die durch beide Spalte gleichzeitig tritt? Weil wir Elektronen eben nie räumlich verteilt, oder als "halbe Elektronen" antreffen, sondern immer als punktförmige Teilchen.

(Der Autor persönlich glaubt, dass eine deutliche Mehrheit der Physiker die obige Interpretation teilt. Es existieren jedoch auch andere, abweichende Interpretationen der Quantenmechanik, zB die Bohm'sche Mechanik.)

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