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News: Bewegung teleportieren

Vieles von dem, was Science-Fiction-Autoren vor Jahrzehnten ersannen, ist mittlerweile Realität geworden. Eines jedoch nicht: die Teleportation. Zwar gelang es 1997 erstmals den Zustand eines Lichtquants von einem Photon auf ein anderes zu übertragen, vom Transport komplexer Materie, geschweige denn von Personen, ist man jedoch noch Lichtjahre entfernt. Immerhin schlugen nun Wissenschaftler ein Experiment vor, mit dem sich der Bewegungszustand eines Atoms teleportieren lassen soll.
Den Produzenten von Star Trek kam die Idee des Beamens gerade recht. Waren die Spezialeffekte einer Landung auf einem Planeten in den sechziger Jahren doch noch richtig aufwändig und vor allem teuer. Da ist es schon einfacher, man schickt die Schauspieler in ein Kämmerlein, legt ein wenig mysteriöses Flirren über das Bild und lässt sie mit gleichem Tamtam in der Kulisse einer fremden Welt wieder erscheinen. Wenngleich viele Science-Fiction-Erfindungen mittlerweile ihren Weg in die reale Welt gefunden haben – man denke nur an Raumstationen, mobile Kommunikation und Westentaschen-Computer –, so erscheint die Idee der Teleportation auch heute noch genau so unwirklich wie vor knapp vierzig Jahren.

Immerhin erregte 1997 ein Experiment von Anton Zeilinger und seiner Arbeitsgruppe an der Universität Innsbruck Aufsehen, bei dem es gelang den Quantenzustand eines Teilchens – genauer die Polarisation eines Photons – zu übertragen. Nun schlagen zwei Forscher ein Experiment vor, mit dem nicht nur ein solcher interner Zustand übermittelt wird, es soll sogar gelingen, die Bewegung eines Atoms zu teleportieren.

Dazu empfehlen Tomas Opatrný vom Theoretisch-Physikalischen Institut der Friedrich Schiller Universität Jena und sein Kollege Gershon Kurizki vom Chemical Physics Department des Weizman Institute of Sciences zunächst, ein Molekül oder Molekülion aus zwei Atomen wie beispielsweise H2+ oder Li2- auf Bruchteile eines Mikrokelvins abzukühlen, um geeignete Anfangsbedingungen zu schaffen. Anschließend soll ein kurzer Laserpuls das Molekül in zwei einzelne, verschränkte Atome A und B zerlegen. Dabei handelt es sich um ein Zwillingspaar von Teilchen, bei dem die beiden Partner auf wundersame Weise miteinander verbunden sind, auch wenn sie räumlich getrennt existieren – eine seltsame Eigenschaft, die nur die Quantenmechanik ermöglicht. Nun soll eines der beiden Teilchen – zum Beispiel B – mit einem dritten Atom C kollidieren, dessen Zustand zu teleportieren ist.

Nach der Kollision nehmen Detektoren die Entfernung der Stoßpartner zueinander und die Summe ihrer Impulse auf. Mit diesen Informationen soll es nun gelingen, das Atom A durch externe Felder so zu beeinflussen, dass es originalgetreu der Bewegung des Atoms C nacheifert. Nach Meinung der Autoren lässt sich das Experiment durchaus verwirklichen, wenngleich es vermutlich einige technische Anstrengungen bedarf. Die Teleportation von zusammenhängenden Objekten scheint jedoch selbst dann noch in weiter Ferne zu liegen – wenn es sie denn überhaupt einmal geben wird.

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