Kurzfassung

Quantenverschränkung low-cost

Stefan Heimersheim, Josef Nagelschmidt, Frank Hartmann

zur Arbeit

Quantenverschränkung gilt als eines der sonderbarsten Phänomene der Physik und löste seit seiner Entdeckung viele Diskussionen und Widerstände gegen die heute weitestgehend anerkannte Kopenhagener Deutung aus. In der Schule kann das Phänomen der Quantenverschränkung bisher leider nicht experimentell vorgeführt werden, da die gängigen Versuche mit sehr hohen Kosten verbunden sind. Viele Schüler können sich diese "spukhafte Fernwirkung" jedoch nur schwer vorstellen. So wie sie konnte auch Einstein kaum an derartiges glauben und formulierte 1935 seine Bedenken in Form des EPR-Gedankenexperimentes. Wir wollen Quantenverschränkung kostengünstig für Schulen zugänglich machen. Um dieses Phänomen vorführen und untersuchen zu können, gibt es nur wenige Experimente. Neben der sicheren aber kostspieligen Erzeugung von verschränkten Photonen in einem nicht-linearen Kristall, sind wir auf einen Ansatz gestoßen, bei dem verschränkte Photonen (Gammaquanten) durch die Zerstrahlung von Positronen und Elektronen erzeugt werden. Um mit diesem Verfahren die Verschränkung der Teilchen beweisen zu können, muss jedoch eine gleichzeitige Polarisationsmessung der Gammaquanten erfolgen. Auf Grund der hohen Energien der Quanten ist dies nicht mit normalen Polarisationsfiltern möglich, sondern wir erreichten dies mit Hilfe des Klein-Nishina-Wirkungsquerschnitts über den Compton-Effekt und einer eigenen Schaltung. Im Laufe der Forschung haben wir unser Experiment immer weiter optimiert und sind zu Ergebnissen gekommen, die sowohl eine quantenphysikalische Verschränkung belegen als auch klar von der Verborgene-Variablen-Theorie Einsteins abweichen.

Miniforschung - St. Michael-Gymnasium Bad Münstereifel