Mario Sedlak
Quantentheorie
Wissenschaft
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Doppelspalt-Experiment mit großen Objekten

Das Doppelspalt-Experiment funktioniert nicht nur für kleinste Teilchen. Es wurde bereits für Moleküle, die aus vielen hundert einzelnen Atomen bestehen, erfolgreich durchgeführt. Theoretisch gibt es keine Grenze nach oben. Je schwerer die Teilchen sind, die durch die Spalten geschossen werden, umso kleiner wird allerdings deren Wellenlänge, d. h. die Orte auf dem Beobachtungsschirm, wo viele Teilchen ankommen, rücken immer näher an die Orte, wo wenig Teilchen ankommen. Zum Glück gibt es auch einen gegenteiligen Effekt: Je langsamer die Teilchen sind, desto größer ist ihre Wellenlänge.

Gedankenexperiment

Als ich erstmals vom Doppelspalt-Experiment las, fragte ich mich, was ein Mensch erleben würde, wenn er durch den Doppelspalt geht. Könnte man so herausfinden, was da wirklich passiert? Nein, die Quantentheorie lässt sich auch auf diesem Wege ihr Geheimnis nicht entreißen:

  1. Der Mensch würde nichts merken. Damit sich die Welleneigenschaft eines Menschen zeigt, dürfte dieser während des gesamten Versuchs nicht mit seiner Umgebung wechselwirken, d. h.
    • er müsste im Vakuum schweben
    • er darf keine Strahlung aufnehmen oder abgeben
    • er würde also nichts sehen

    Er könnte nach dem Ende des Versuchs nichts Spannendes berichten, insbesondere nicht, durch welchen Spalt er geflogen ist.

  2. Ein einziger Versuch müsste 1027 Jahre dauern,[1] um die große Masse des Beobachters durch eine langsame Geschwindigkeit auszugleichen, sodass sich ein Wellenmuster zeigen kann.

Selbst für ein Staubkorn mit einer Masse von 1 mg würde der Versuch noch Trillionen Jahre dauern. Das wird ein Gedankenspiel bleiben – aber ein durchaus faszinierendes, finde ich.

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Irrtümer über den Welle-Teilchen-Dualismus

Siehe auch

Quellen

[1] Für eine Masse von 70 kg muss die Geschwindigkeit 10–35 m/s sein, damit die Wellenlänge ungefähr 1 m beträgt. Wenn beim Versuch 1 m zurückgelegt werden muss, dauert das folglich 1035 s. Das sind ungefähr 1027 Jahre.