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Quantenphysik: Licht aus Vakuum hervorgezaubert

Der Quantenfeldtheorie zufolge ist das Vakuum nicht leer: Ständig bilden sich dort aus dem Nichts so genannte virtuelle Teilchen, die kurz darauf wieder spurlos verschwinden. Nur bei Wechselwirkung mit der Umgebung können sie sich in reale Partikel verwandeln. Wissenschaftler um Christopher Wilson von der Technischen Hochschule Chalmers im schwedischen Göteborg haben nun erstmals virtuelle Photonen in reale umgewandelt, also in messbares Licht.

Der amerikanische Physiker Gerald Moore hatte bereits 1970 die These aufgestellt, dass ein Spiegel, der sich nahezu lichtschnell bewegt, virtuelle in echte Photonen überführen könne. Allerdings lassen sich solche relativistischen Geschwindigkeiten im Labor nicht erreichen. Deshalb wählten die Forscher um Christopher Wilson eine alternative Vorgehensweise: Sie montierten an ein Ende eines Wellenleiters ein quantenelektronisches Bauteil namens SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Das Gerät reagiert hochempfindlich auf Änderungen des Magnetfelds und wirkt so wie ein Spiegel auf das Brodeln im Vakuum. Indem die Wissenschaftler ein Magnetfeld anlegten, das mehrere Milliarden Schwingungen pro Sekunde durchlief, zitterte der "Spiegel" mit bis zu 25 Prozent der Lichtgeschwindigkeit hin und her. Dabei antwortet er auf virtuelle Photonen, indem er reale Photonen aussendet – er materialisiert die Teilchen gewissermaßen...

Januar 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Januar 2012

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