Ein Franzose, ein Amerikaner und ein Österreicher: Physik-Nobelpreis geht an drei Quantenforscher

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Den Nobelpreis für Physik haben Alain Aspect, John Clauser und Anton Zeilinger erhalten. Die Forscher werden für bahnbrechende Experimente mit verschränkten Quantenzuständen geehrt.

Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an den Franzosen Alain Aspect, den US-Amerikaner John F. Clauser und den Österreicher Anton Zeilinger für Forschung auf dem Gebiet der Quantenphysik. Das teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm mit.

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Die Forscher hätten bahnbrechende Experimente mit verschränkten Quantenzuständen durchgeführt, bei denen sich zwei Teilchen wie eine Einheit verhalten, auch wenn sie räumlich getrennt voneinander sind. Das Nobelpreiskomitee für Physik verleiht die Auszeichnung „für Experimente mit verschränkten Photonen, die die Verletzung der Bellschen Ungleichungen nachweisen und den Weg für die Quanteninformationswissenschaft ebnen“.

Forschungsarbeit mit verschränkten Teilchen

Die Quantenmechanik erlaubt, dass zwei Teilchen wie Photonen, die kleinsten Energieeinheiten, aus denen Licht besteht, in einem verschränkten Zustand existieren können. In diesem Zustand wirken sich Veränderungen des einen Teilchens auch auf das oder die anderen „verschränkten“ Teilchen aus, auch wenn sie räumlich getrennt sind. Die Verschränkung wirkt unmittelbar, bei voneinander entfernten Teilchen also auch schneller als Licht die Entfernung zurücklegen kann.

John Stewart Bell entwickelte in den 1960er Jahren die nach ihm benannte Ungleichung, anhand derer die Quantenmechanik experimentell überprüft werden kann. Verletzungen Bellscher Ungleichungen dienen als Nachweis dafür, dass die Zustände von Teilchen quantenmechanisch zusammenhängen - anders als Albert Einstein es für möglich hielt.

Dem jetzt ausgezeichneten US-amerikanischen Experimentalphysiker John Clauser gelang dieser Nachweis zuerst. Der französische Nobelpreisträger Alain Aspect entwickelte den Aufbau des Experiments weiter. Die Messungen stützten die Quantenmechanik und belegen, dass sie nicht durch eine Theorie ersetzt werden kann, die versteckte Variablen verwendet.

Der Österreicher und dritte Preisträger Anton Zeilinger begann mit weiter verfeinerten Werkzeugen und Versuchsreihen, verschränkte Quantenzustände zu nutzen. Seine Forschungsgruppe hat unter anderem ein Phänomen namens Quantenteleportation nachgewiesen, das es ermöglicht, einen Quantenzustand von einem Teilchen auf ein anderes zu übertragen, das sich in einer gewissen Entfernung befindet.

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Die Quantenmechanik hat sich zu einem Forschungsfeld entwickelt, auf dem intensiv an möglichen Anwendungen wie dem Quantencomputer, Quantennetzwerken und der sicheren verschlüsselten Quantenkommunikation gearbeitet wird.

Von Klimamodellen zur Quantenphysik

Die bedeutendste Auszeichnung für Physiker ist in diesem Jahr mit insgesamt zehn Millionen Kronen (rund 920.000 Euro) dotiert. Seit der ersten Vergabe im Jahr 1901 haben bislang vier Forscherinnen und 214 Forscher den Physik-Nobelpreis erhalten - einer davon, der US-Amerikaner John Bardeen, sogar zweimal.

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Im vergangenen Jahr hatten die eine Hälfte des Physik-Nobelpreises der Hamburger Meteorologe Klaus Hasselmann und der in Japan geborenen US-Amerikaner Syukuro Manabe erhalten. Beide haben mit der Modellierung eine solide Grundlage für unser Wissen über den Klimawandel geschaffen. Die andere Hälfte ging an den Italiener Giorgio Parisi für seine Arbeit zum Verstehen komplexer Systeme.

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Die feierliche Verleihung der Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel. (mit dpa)

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