Delayed-Choice-Experiment

Das Delayed-Choice-Experiment (engl.; dt. etwa Verzögerte Quantenwahl^[1]) verdeutlicht den Welle-Teilchen-Dualismus der Quantenphysik, demzufolge an einem Quantenobjekt die gegensätzlichen typischen Eigenschaften sowohl von Wellen als auch von Teilchen zu beobachten sind. Beide Beschreibungsweisen schließen einander in der Anschauung aus und sind in den Details eines physikalischen Prozesses auch nie gleichzeitig festzustellen (Komplementaritätsprinzip). Im Delayed-Choice-Experiment wird insbesondere gezeigt, dass es am Ende eines physikalischen Prozesses von der Art der durchgeführten Beobachtung abhängt, mit welcher der beiden Eigenschaften sich das Objekt zeigt, selbst wenn die Beobachtungsmethode erst nach Abschluss des Prozesses ausgewählt wird. Damit wird der Welle-Teilchen-Dualismus dahingehend präzisiert, dass nicht schon während eines Wechselwirkungsprozesses die Auswahl zwischen beiden Möglichkeiten der Erscheinungsform getroffen wird, sondern erst mit Abschluss einer irreversiblen quantenmechanischen Messung. Im Rahmen der Kopenhagener Interpretation wird dieses Phänomen dadurch erklärt, dass die Wellenfunktion des Quantenobjekts je eine Komponente für jedes der möglichen Beobachtungsergebnisse enthält und erst beim Akt der Messung auf eine einzige wirklich realisierte Komponente kollabiert (Zustandsreduktion).

Der Grundgedanke der verzögerten Quantenwahl wurde erstmals 1931 von C. F. von Weizsäcker herausgearbeitet.^[2] In einem anderen Gedankenexperiment wurde er 1984 von J. A. Wheeler auf die Beobachtung einer Wechselwirkung angewandt, die Milliarden Jahre zurückliegt.^[3] In neuerer Zeit sind reale Experimente durchgeführt worden, die die unanschaulichen theoretischen Voraussagen eindeutig belegen.^[4] Auch im Zusammenhang mit dem Quantenradierer wurde die verzögerte Quantenwahl erfolgreich demonstriert.

1. ↑ Delayed-Choice-Experiment. In: Lexikon der Physik. Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft, 1998, abgerufen am 21. Februar 2019. 
2. ↑ Ortsbestimmung eines Elektrons durch ein Mikroskop. In: Zeitschrift für Physik. Band 70, 1931, S. 114–130.  Siehe S. 128
3. ↑ John A. Wheeler: Law without law. In: John A. Wheeler, Woijciech H. Zurek (Hrsg.): Quantum Theory and Measurement. Univ. Press, Princeton N.J., USA 1983, S. 193. 
4. ↑ Vincent Jacques, E Wu, Frédéric Grosshans, François Treussart, Philippe Grangier, Alain Aspect and Jean-François Roch: Experimental Realization of Wheeler's Delayed-Choice Gedanken Experiment. In: Science. Band 315, Nr. 5814, 2007, S. 966–968, doi:10.1126/science.1136303.