BEAM ME UP, SCOTTY! / Das "Beam"-Experiment von Innsbruck
Anm.: Der folgende Text stammt aus dem Spiegel (Ausgabe 1/98). Hunderte Male wurde "Enterprise"-Captain Kirk durchs All "gebeamt". Physiker fanden jetzt heraus: Im Kleinen funktioniert das wirklich. Drohend richteten die reptilienhaften Außerirdischen ihre Strahlen- waffen auf den Erdling. "Scotty, hol mich rauf!" funkte Captain James T. Kirk um Hilfe. Einen Atemzug später wurde sein Körper auch schon durchsichtig, kurz glitzerten noch seine Moleküle - dann "beamte" er zurück an Bord des Raumschiffs Enterprise. Die Aliens tobten vor Wut; wie ein Geist war ihnen der Fremde entwischt. Hunderte Male wurde Captain Kirk vom Transporterstrahl der Enter- prise erfasst und so aus brenzligen Situationen gerettet. Doch wie das ungemein praktische Fortbewegungsmittel funktioniert, wurde in der Science-fiction-Kultserie nie richtig erklärt. Nur aus Geldnot war Produzent Gene Roddenberry vor über 30 Jahren überhaupt auf die Idee gekommen, die Enterprise-Besatzung quer durchs Weltall zu bea- men: Aufgrund des knappen Budgets für die Fernsehfolgen war es nicht möglich, die Landung des Raumschiffs auf einen fremden Planeten effektvoll in Szene zu setzen. Doch nun stellt sich heraus: Wenigstens im Prinzip könnten Kirk und seine Crew tatsächlich koboldhaft riesige Distanzen überwinden. Phy- sikern der Universität Innsbruck ist es gelungen, in einer Art Sen- der ein Lichtteilchen auszulöschen, um es im selben Augenblick im wenige Meter entfernten Empfänger wiederauferstehen zu lassen. Fast wirkt das Beamen im Laborversuch sogar noch hexenhafter als das, was sich auf der Enterprise abspielt: Von dem Sendegerät werden weder Materie noch Energie auf den Empfänger übertragen. Zwischen den beiden Stationen werden auch keine Baupläne ausgetauscht, mit deren Hilfe sich das vernichtete Partikel neu zusammensetzen ließe. "Stellen Sie sich einfach zwei Faxgeräte vor, die weder über Tele- fonleitung noch durch Funkwellen miteinander verbunden sind", er- klärt Teamleiter Anton Zeilinger. "Dennoch lassen sich Texte ohne Zeitverzug von A nach B übertagen - allerdings wird die Original- schrift beim Einschieben in die Faxmaschine vollständig ausradiert." Und es kommt noch verrückter: Die Distanz zwischen Sender und Emp- fänger spielt dabei keine Rolle. Der mysteriöse Teilchen-Transport gelänge selbst dann, wenn sich der Sender auf der Erde und Empfäng- er am anderen Ende der Milchstraße befände. "Ein faszinierender Vor- gang", sagt Zeilinger. "Was dabei im Detail abläuft, verstehen wir allerdings selber nicht so genau." Für ihre Versuche nutzten die Innsbrucker Forscher einen höchst son- derbaren Effekt aus, wie er nur im Mikrokosmos in Erscheinung tritt. Wenn zwei Elementarteilchen nach Art von Billardkugeln zusammen- stoßen und danach in unterschiedliche Richtungen davonfliegen, kann es passieren, dass sie dauerhaft in rätselhafter Weise miteinander in Verbindung bleiben. Was auch immer fortan mit dem einen Teilchen geschieht - es scheint mittels einer Form von Telepathie das andere direkt zu beeinflussen. Nach ihrer Teilchenhochzeit verhalten sich die Partikel gleichsam wie zwei in einer bestimmten Weise gezinkten Würfel: Fällt der eine auf die 6, so zeigt automatisch auch der andere diese Punktzahl an; die Art der Kopplung ist beliebig. Sie funktioniert selbst dann, wenn die beiden Würfel Millionen Lichtjahre voneinander entfernt sind. Dem Genie Albert Einstein war das alles unheimlich; er glaubte nicht, dass eine solch "spukhafte Fernwirkung" möglich sei. Doch An- fang der achtziger Jahre haben französische Teilchen-Forscher nach- gewiesen, dass zwischen manchen Partikeln tatsächlich solche un- sichtbaren Drähte gespannt sind. Bei ihren Beam-Versuchen, über die sie jetzt im Wissenschaftsmagazin "Nature" berichteten, gingen die Innsbrucker Physiker noch einen Schritt weiter: Sie brachten paarweise verkettete Lichtteilchen (Photonen) dazu, andere Partikel quer durch den Raum zu befördern. "Es wäre sicher spannend, was Einstein dazu gesagt hätte", meint Zeilinger. Jeweils eines von zwei miteinander verkuppelten Photonen dient dabei als Empfänger, das andere leitet den Transportvorgang ein. Und das geht so: Das Sendephoton tastet den Schwingungszustand jenes dritten Lichtteilchens ab, das als "Passagier" befördert werden soll. Sofort werden diese Eigenschaften auf das ein paar Schritte entfernte Emp- fängerphoton übertragen. Wie von Zauberhand berührt, schwingt es plötzlich in genau der glei- chen Weise wie das Passagier-Photon - was nichts anderes bedeutet, als dass von diesem, Simsalabim, eine exakte Kopie entstanden ist. Sende- und Passagier-Photon vergehen derweil in einem grellen Licht- blitz. Bislang glückte den Innsbrucker Forschern die trickreiche "Quanten- teleportation" von einzelnen Photonen höchstens hundertmal in der Stunde. "Doch die Ausbeute ist noch beträchtlich steigerbar", glaubt Zeilinger. "Und irgendwann werden wir vielleicht sogar ganze Atome teleportieren können." Wenn dies gelänge, so hofft der Physiker, ließen sich später einmal superschnelle Quantencomputer bauen. Nur eines wird auch in einer noch so fernen Zukunft kaum möglich sein: einen Menschen von einem Ort zum anderen zu beamen. "Das ist völlig aussichtslos", konstatiert Zeilinger, "darüber brauchen wir gar nicht erst nachzudenken." Ein Apparat, der alle zehn Billionen Billiarden Atome eines Menschen samt ihrer Lage erfassen könnte, wird wohl niemals erfunden. Um die- se gigantische Datenmenge aufzuzeichnen, brauchten etwa die schnell- sten heutigen Computer rund 20 000mal so lange wie das Universum alt ist - da bliebe den zornigen Extraterrestriern genügend Zeit, Capt. Kirk zu rösten. [08/03/1998_16:52_Lars Philipsen]