Ein bahnbrechendes Experiment, das von Physikern in China durchgeführt wurde, hat gezeigt, dass Lichtteilchen gleichzeitig in 37 Dimensionen existieren können, was die Grenzen der Quantenmechanik verschiebt und unser Verständnis des Universums in Frage stellt.
Das Experiment, das im Journal Science Advances detailliert beschrieben wird, zielte darauf ab, die nicht-klassische Natur der Quantenmechanik zu demonstrieren. Dieses Gebiet untersucht das Verhalten von Teilchen auf subatomarer Ebene, während die allgemeine Relativitätstheorie großräumige Phänomene in der klassischen Theorie beschreibt. Das Konzept des „lokalen Realismus“ erklärt, wie Ereignisse in einer vorhersehbaren Reihenfolge und Form ablaufen.
Jahrzehntelang haben Wissenschaftler versucht, diese beiden Theorien zu vereinigen, aber die Forschung hat gezeigt, dass die Unterschiede zwischen ihnen noch größer sind als bisher angenommen. Das chinesische Team untersuchte, inwieweit sich die Quantenmechanik von der klassischen Theorie unterscheidet, indem es ein Experiment durchführte, das darauf ausgelegt war, das Greenberger-Horne-Zeilinger-Paradoxon (GHZ) zu demonstrieren.
Der GHZ-Zustand, der 1989 entwickelt wurde, beschreibt einen verschränkten Quantenzustand, der mindestens drei Untersysteme umfasst. Dieser Zustand sagt Ergebnisse voraus, die der klassischen Theorie widersprechen, wie z. B. mathematische Unmöglichkeiten, einschließlich der Berechnung, dass 1 gleich -1 ist, was zu einem Paradoxon führt.
Um dieses Paradoxon in einem realen Kontext zu demonstrieren, entwickelten die Forscher eine Methode, um Photonen zu erzeugen, die in 37 Dimensionen existieren können. Sie nutzten Laserlicht, Quantenverschränkung und einen photonischen Prozessor, der mit optischen Fasern hergestellt wurde, was sie von Menschen unterscheidet, die in drei räumlichen Dimensionen und einer zeitlichen Dimension existieren.
Dieses Experiment beleuchtet verschiedene Aspekte der Quantentheorie auf einer tieferen Ebene. Es legt nahe, dass die Quantenmechanik noch „nicht-klassischer“ ist, als bisher angenommen, was neue Fragen aufwirft und Wege für zukünftige Forschung eröffnet.