Das Doppelspalt-Experiment gehört zu den berühmtesten Versuchen der Physik. Bereits 1801 hat es der britische Physiker Thomas Young erstmals durchgeführt. Der Aufbau ist einfach: Wenn Licht auf zwei schmale, parallele Spalte trifft, wird es an diesen gebeugt und erzeugt auf einem dahinter angebrachten Beobachtungsschirm ein Interferenzmuster aus dunklen und hellen Streifen. Das galt als Nachweis dafür, dass Licht sich wie eine Welle verhält.
Das Doppelspalt-Experiment wurde in der Folge immer wieder genutzt. Statt Lichtstrahlen haben Forscherinnen und Forscher beispielsweise ganze Teilchen wie Elektronen, Atome oder sogar Moleküle durch die zwei dünnen Spalte geschickt. Dabei stellte sich heraus: Auch die verhalten sich beim Durchqueren wie Wellen. Es bildet sich ein Interferenzmuster ganz ähnlich dem, wie es Young beobachtet hatte. Dieser sogenannte „Welle-Teilchen-Dualismus“ von Quantenobjekten hat die Sicht auf die Welt verändert und ist heute eine der Schlüsselaussagen der Quantenmechanik.
Ein neuer, zeitlicher Doppelspalt
Nun hat es eine Neuauflage des Experimente-Klassikers am Imperial College in London gegeben. Statt räumlichen sind es diesmal jedoch zeitliche Schlitze, durch die das Licht muss, sagt Katharina Menne, Redakteurin bei Spektrum der Wissenschaft.
Man braucht dafür ein Material, das kurzzeitig zum Spiegel wird und dann wieder transparent. So ein Material kannte man bislang noch nicht.
Katharina Menne
Spektrum der WissenschaftDie Erkenntnisse sind besonders für die Forschung zu sogenannten Metamaterialien interessant. Das sind Stoffe, deren charakteristische Eigenschaft künstlich verändert werden. Etwa, indem die Wellen, die uns ständig umgeben und unsere Wahrnehmung der Welt bestimmen, manipuliert werden. Denkbar wäre es etwa, dass die Wissenschaft in Zukunft ein Material entwickeln könnte, das seine Eigenschaften mit der Zeit verändert.
Menne erklärt im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer, wie die Londoner Forschungsgruppe vorgegangen ist und was sie herausgefunden hat. Dabei gibt Katharina Menne auch eine Einschätzung darüber ab, wie die Ergebnisse des neuen Doppelspalt-Experiments zu bewerten sind und wie weitere Forschung dazu aussehen könnte.