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Deutung des Experiments mit Detektoren unter dem Aspekt der Welle-Teilchen-Problematik

Man kann die in dieser Lektion betrachteten Experimente auch unter dem Aspekt des Welle-Teilchen-Dualismus betrachten.

Experiment 3.6 lässt sich als Widerspruch zur Vorstellung auffassen, dass sich Photonen innerhalb des Interferometers dem Wellenmodell gemäß verhalten. Nach der Wellentheorie würde nämlich die Intensität des einfallenden Strahls am halbdurchlässigen Spiegel gleichmäßig auf die beiden Arme des Interferometers aufgeteilt. Man würde erwarten, dass die beiden Detektoren zu jedem Zeitpunkt die gleiche, wenn auch gegenüber dem einfallenden Strahl verminderte Intensität registrieren. Das ist im Experiment nicht der Fall. Die Detektoren registrieren sogar niemals beide gleichzeitig eine von Null verschiedene Intensität. Die Vorhersage der Wellentheorie wird vom Experiment nicht bestätigt.

Dagegen stimmt das experimentelle Ergebnis mit dem Teilchenmodell überein. Die Tatsache, dass immer nur einer der beiden Detektoren anspricht, bedeutet, dass Photonen immer nur ungeteilt und als Ganzes nachgewiesen werden. Ihre gesamte Energie wird an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit vom Detektor absorbiert. Das entspricht einer teilchenhaften Vorstellung.

Die Experimente 3.4 und 3.5 mit Polarisationsfiltern deuteten dagegen stark darauf hin, dass man einem Photon keinen Weg zuordnen kann. Sie widersprechen somit dem Teilchenmodell. Zusammen zeigen die Experimente noch einmal, dass Wellen- und Teilchenmodell einzeln nicht ausreichen, um die beobachteten Phänomene zu beschreiben.


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