Techniklexikon

EPR-Paradoxon

Quantenmechanik, nach A. Einstein, B. Podolski und N. Rosen benanntes Gedankenexperiment (1939) zur Frage der Unvollständigkeit der Quantentheorie, die anhand des Verhaltens kohärenter Zweiteilchenzustände bei der Messung eines der Teilchen demonstriert werden sollte.

Das Experiment wird hier in der Neuformulierung von D. Bohm dargestellt:

Zwei Spin-1/2-Teilchen im Singulettzustand
werden von einer Quelle emittiert und entfernen sich voneinander. Ist der Abstand der beiden Teilchen so gross, dass sie nicht mehr miteinander kommunizieren können, findet man in obigem System folgende Korrelationen bei Messung der Einteilchen-Spin-Zustände: Wenn die z-Komponente S_z von Teilchen 1 Spin nach oben aufweist, misst man bei Teilchen 2 Spin nach unten und umgekehrt. Misst man die x-Komponente S_x von Teilchen 1 und findet +h/2, so hat S_x von Teilchen 2 den Wert -h/2 und umgekehrt. In diesem System kommt die Nichtlokalität der Quantentheorie zum Ausdruck: Die Messung von Teilchen 1 beeinflusst das Experiment an Teilchen 2. Die Nichtlokalität als Folge von korrelierten Vielteilchenzuständen führt zu keinen Widersprüchen zur Relativitätstheorie. Auch wenn bei Messung einer Spin-Komponente eines Teilchens die des anderen Teilchens sofort bekannt ist, lässt sich damit keine Information übertragen. Die Korrelation kann nach der Messung festgestellt werden. An dieses Gedankenexperiment haben Einstein, Podolsky und Rosen folgende Argumentation zugunsten einer Theorie von verborgenen Parametern geknüpft: Durch die Messung an Teilchen 1 ist das Ergebnis der Messung von Teilchen 2 schon vorher bekannt. Da durch die Separation der Teilchen keine Beeinflussung stattfand, müssen die Messergebnisse schon vor der Messung festgelegen haben. Das Paradoxon beruht darin, dass zwar die Konsequenzen des quantenmechanischen Zustandes beachtet werden, die inhärente Nichtlokalität aber vernachlässigt wird.