Ein Quantenteilchen wählt nicht einen einzigen Weg – es durchläuft gewissermaßen alle möglichen gleichzeitig, und erst die Summe dieser Trajektorien ergibt das beobachtbare Ergebnis. Genau diese Idee, die Richard Feynman im Jahr 1948 äußerte, haben chinesische Wissenschaftler erstmals in einem direkten Experiment überprüft.
Eine Gruppe unter der Leitung von Shi-Liang Zhu von der South China Normal University und dem Hefei National Laboratory führte Messungen an einzelnen Photonen durch. Die Forscher konstruierten eine komplexe optische Anordnung, in der ein Photon eine Sequenz von „Labyrinthen“ aus Phasenverschiebungen und Polarisatoren durchlief. Sie maßen präzise fünf Propagatoren – mathematische Objekte, die die Entwicklung eines Quantenzustands zwischen zwei Punkten beschreiben – und multiplizierten sie, wodurch sie schließlich 1 419 857 einzelne Trajektorien rekonstruierten.
Die Ergebnisse stimmten mit den Vorhersagen der Feynman-Formel mit hoher Genauigkeit überein: Die Wahrscheinlichkeiten entstanden aus der kohärenten Superposition aller Pfade, und die Amplituden aller Trajektorien hatten die gleiche Größe, während die Phase durch die klassische Wirkung in Einheiten des Planckschen Wirkungsquantums bestimmt wurde. Dies ist eine direkte Bestätigung zweier fundamentaler Postulate, die zuvor als gegeben hingenommen wurden.
Stellen Sie sich vor, Sie werfen einen Stein in einen Teich: Die klassische Physik sieht eine einzige Trajektorie, während die Quantenmechanik verlangt, die Beiträge von Milliarden „geisterhafter“ Pfade zu addieren, von denen jeder eine winzige Korrektur beisteuert. Das Experiment zeigte, dass die Vorhersage ohne Berücksichtigung all dieser Korrekturen nicht funktioniert – genau so verhält sich ein reales Photon.
Die Arbeit, die am 26. August 2026 in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, eröffnet den Weg zu neuen Tests in der Quantenoptik und zu einer präziseren Kontrolle von Quantenzuständen. Nun wird es möglich sein, direkt zu überprüfen, wie die Umgebung oder eine Messung überflüssige Pfade „abschneidet“, und robustere Quantengeräte zu entwickeln.
Das Experiment bestätigte nicht nur eine alte Theorie – es lieferte ein Werkzeug, mit dem man tiefer in die Natur der Quantenrealität selbst blicken kann.
