Die Quantenphysiker Alain Aspect, John Clauser und Anton Zeilinger erhalten den diesjährigen Nobelpreis für Physik. Die Entscheidung gab die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag bekannt. Die Wissenschaftler werden für "bahnbrechende Experimente zu Quantenzuständen" geehrt, hieß es zur Begründung. Ihre Erkenntnisse hätten zu neuen technischen Anwendungen auf der Basis von Quanteninformation geführt.
Alain Aspect forscht an der Universität Paris-Saclay sowie an der École Polytechnique in Palaiseau. John Clauser ist ein US-amerikanischer Experimentalphysiker, er arbeitete unter anderem an der University of California, Berkeley. Anton Zeilinger forscht und lehrt an der Universität Wien.
"Die unbeschreiblichen Effekte der Quantenmechanik finden erste Anwendungen"
Die Experimente der drei Wissenschaftler beschäftigen sich mit sogenannten verschränkten Quantenzuständen. Zwei Teilchen können sich hierbei wie eine Einheit verhalten, sogar wenn sie sich räumlich weit voneinander entfernt befinden.
Doch wie kommt diese Verschränkung zustande? Eine Vermutung war lange, dass die Partikel in einem solchen verschränkten Paar versteckte Variablen enthalten, die ihnen diktieren, wie sie sich verhalten sollen. John Clauser zeigte 1972 jedoch mit einem Experiment, dass solche versteckten Variablen die Messungen zu Quantenzuständen nicht erklären können - ein wichtiger Beleg, dass die Quantenmechanik im Ganzen zutreffend ist. Alain Aspect entwickelte dieses Experiment weiter und schloss nach Angaben der Jury wichtige "Schlupflöcher" im Versuchsaufbau.
Aufbauend auf diesen Vorarbeiten begann Anton Zeilinger damit, Anwendungen für verschränkte Quantenzustände zu entwickeln. Seine Arbeitsgruppe demonstrierte beispielsweise das Phänomen der "Quantenteleportation". Hiermit lässt sich der Quantenzustand von einem Partikel auf einen anderen übertragen.
"Die unbeschreiblichen Effekte der Quantenmechanik finden erste Anwendungen", begründet das Nobelpreis-Komitee die Preisvergabe. Ein weites Forschungsfeld beschäftige sich mittlerweile mit Quantencomputern, Quantennetzwerken oder der Quantenverschlüsselung zur sicheren Kommunikation.
Der Physik-Nobelpreis wird traditionell als zweites verliehen. Bereits am Montag war der in Leipzig arbeitende Schwede Svante Pääbo mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet worden. In den Folgetagen stehen dann noch die Bekanntgaben in Chemie, Literatur, Frieden sowie in Wirtschaftswissenschaften an.
Im vergangenen Jahr hatten der Hamburger Meteorologe Klaus Hasselmann und der in Japan geborene US-Amerikaner Syukuro Manabe eine Hälfte des Physik-Nobelpreises erhalten. Sie wurden für Ihre Grundlagenforschung zum Klimawandel ausgezeichnet. Die zweite Hälfte des Physik-Nobelpreises ging 2021 an den Italiener Giorgio Parisi, der für seine Arbeit zu komplexen Systemen geehrt wurde.
