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Die Realität und andere Geschichten: Eine Lösung für das zentrale Rätsel der Quantenmechanik

Wheelers Quantenradierer-Gedankenexperiment der „verzögerten Entscheidung“ sowie der berühmte Doppelspaltversuch führen uns einen Sachverhalt vor Augen, der einfacher nicht sein könnte. Doch diejenigen, die davon überzeugt sind, dass nichts außer der konkreten, materiellen Wirklichkeit existiert, vermeiden entweder die Konsequenzen, die sich aus diesen Experimenten ergeben, oder fabrizieren eine Fülle an unwahrscheinlichen und komplizierten physikalischen Erklärungen. Und das trotz der intuitiv einleuchtenden Annahme, dass physikalische und mathematische Begründungen eigentlich einfacher und nicht immer komplexer werden sollten, je weiter wir uns den grundlegendsten Ebenen der Wirklichkeit annähern.

Im vorliegenden Artikel werden wir uns ohne Umwege mit der Bedeutung der Experimente befassen und in der Folge eine Lösung für das quantenmechanische Messproblem vorstellen, während wir gleichzeitig die grundsätzliche Unzulänglichkeit der materialistischen Argumentationsweise beleuchten. Die dargestellten Ideen befinden sich weitgehend in Einklang mit der Konsistente-Historien-Interpretation der Quantenmechanik sowie mit Leibniz’ Metaphysik und werden unter Verzicht auf mathematische Formeln inhaltlich dargelegt.

Der Physiker John Wheeler (1911–2008), der auch den Begriff „Schwarzes Loch“ geprägt hatte, entwarf ein ausgeklügeltes Gedankenexperiment, um das quantenmechanische Messproblem zu untersuchen; dieses Experiment wurde schließlich in die Realität umgesetzt.

Die materialistische Standard­interpretation dieses Experiments und des Doppelspaltversuches lautet, dass Teilchen über eine Doppelnatur verfügen und auf ihrem Weg je nach Versuchsanordnung entweder Wellen- oder Teilchencharakter annehmen. Diese Auffassung kann das Paradoxon freilich nicht auflösen. In meinem Beitrag lege ich eine einfache alternative Interpretation vor, die erstaunliche Konsequenzen für unsere Sicht auf die Beschaffenheit der Wirklichkeit haben könnte.

Das Messproblem

Der technische Aufbau der beiden Versuche, die im weiteren Verlauf beschrieben werden, ist von der wissenschaftlichen Presse und auch auf Youtube ausführlich behandelt worden. Eine derartige Detailgenauigkeit ist jedoch gar nicht notwendig, um die wesentlichen Punkte des Paradoxons auch denjenigen Lesern vorzustellen, die über keinerlei einschlägige Kenntnisse verfügen. Der Sachverhalt lässt sich in kürzester Zeit umreißen, und man muss kein Wissenschaftler sein, um die Merkwürdigkeiten des Paradoxons anzuerkennen.

In beiden Experimenten werden winzige Teilchen, bei denen es sich um Photonen, Elektronen, Atome, aber auch Buckminster-Fullerene (Moleküle, die aus 60 Kohlenstoffatomen bestehen) handeln kann, auf einen Beobachtungsschirm projiziert, der den Ort ihres Auftreffens festhält. Die Teilchen werden einzeln ausgesendet, doch ist eine große Anzahl an „Schüssen“ nötig, um das Paradoxon nachzuweisen.

Wheelers Quantenradierer – ein Gedankenexperiment zur verzögerten Entscheidung

Der Versuch, bei dem es sich mittlerweile um kein bloßes Gedanken­experiment mehr handelt, konnte von Andrew Truscott und seinen Kollegen von der Australian National University erfolgreich in die Realität umgesetzt werden. Im Mai 2015 veröffentlichten die Forscher, die Heliumatome verwendet hatten, ihre Ergebnisse unter dem Titel „Wheeler’s Delayed-Choice Gedanken Experiment with a Single Atom“ in der Fachzeitschrift Nature Physics.

Den vollständigen Artikel können Sie in NEXUS 81 lesen. Die Ausgabe können Sie hier erwerben.