Neuer Quantenrekord

Inzwischen sind solche sich scheinbar ausschließenden „Katzenzustände“ experimentell vielfach nachgewiesen – wenn auch nicht bei Katzen. Doch mithilfe von Interferometern, sogar bei den im Schulunterricht gebräuchlichen Doppelspalt-Versuchen, lassen sich Wellen wie Teilchen überlagern, das heißt zur Interferenz oder Superposition bringen. Sie sind dann gewissermaßen delokalisiert, also räumlich verschmiert, wenn sie im Interferometer selbst nicht gemessen werden. Das erscheint nicht weniger bizarr als eine Katze, die zugleich lebendig und tot ist, denn eigentlich sollte ein Körper nicht zugleich hier und dort sein.

Doch dies kann tatsächlich der Fall sein, und zwar in einem beträchtlichen Ausmaß. Das hat nun ein Team um Markus Arndt, Stefan Gerlich und Sebastian Pedalino an der Universität Wien demonstriert. Mit ihrem raffinierten Experiment stellten die Physiker zugleich einen neuen Rekord auf: Sie zeigten, dass sich sogar massereiche Metallklümpchen aus Tausenden von Atomen interferieren und über beträchtliche Distanzen delokalisieren lassen – im Einklang mit den Vorhersagen der Quantentheorie.

Die neuen Messungen sind noch eindrucksvoller als frühere Experimente. In diesen wurden einzelne Atome bis auf 50 Zentimeter Distanz delokalisiert oder fast eine Viertelstunde lang; auch ließ sich bereits ein 0,016 Gramm schwerer Resonator zur Superposition bringen. Solche Zahlen belegen, dass Quanteneffekte keineswegs winzig sein müssen und beschränkt sind auf den Mikrokosmos, der unseren Sinnen verborgen ist. Sie können unter geeigneten Bedingungen makroskopisch werden.

Das wurde erstmals in den 1980er-Jahren mithilfe von supraleitenden elektrischen Schaltkreisen und extrem empfindlichen Magnetfeldsensoren nachgewiesen – gewissermaßen Quantensysteme, die man in die Hand nehmen konnte. Dafür erhielten John Clarke, Michel H. Devoret und John M. Martinis von der University of California in Berkeley und Santa Barbara 2025 den Physik-Nobelpreis.