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Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon


Physik


Basiswissen


Die Abkürzung EPR steht für das sogenannte Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon. Das Paradoxon war zunächst ein Gedankenexperiment. Es kann heute experimentell nachgestellt werden und es wirft bisher ungelöste Fragen auf, was man eigentich mit dem Sein oder der Existenz eines physikalischen Objektes meint.

Der grundlegende Effekt


Zwei Quantenobjekte, etwas Lichtteilchen (Photonen) werden gleichzeitig an einem Ort erzeugt und bewegen sich dann voneinander weg. Jedes der Teilchen hat mindestens zwei unterschiedlich messbare Eigenschaften. Im übertragenen Sinne könnten das die Größe und die Farbe sein. Jedes Teilchen könnte schwarz oder weiß sowie groß oder klein sein. Misst man an beiden Teilchen, gleichzeitig die Farbe, dann wird man in 100 % der Fälle feststellen, dass die Teilchen immer die gleiche Farbe haben. Misst man an beiden Teilchen gleichzeitig die Größe, dann wird man feststellen, dass die Teilchen immer gleiche Größe haben. Aus diesem Befund kann man schließen, dass die zwei gleichzeitig erzeugen Teilchen identische sind, also Zwillinge. Misst man aber an dem einen Teilchen die Größe und an dem anderen Teilchen die Farbe, dann zeigt eine statistische Auswertung, dass es in nicht mehr als zum Beispiel 86 % der Fälle Zwillinge gewesen sein können. Das aber heißt, dass die Teilchen in Abhängigkeit von den gemessenen Merkmalen entweder Zwillinge sind oder nicht.

Das Paradoxon als statistische Abhängigkeit


In der Sprache der Statistik zeigt das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon eine sogenannte statistische Abhängigkeit oder eine bedingte Wahrscheinlichkeit. Die Wahl des Experimentators, entweder die eine oder die andere Eigenschaft zu messen bedingt, das heißt beeinflusst, den Zustand der gemessenen Teilchen. Siehe dazu auch statistische Abhängigkeiten ↗

Eine analoge Metapher



Wird die Logik verletzt?


Das wird diskutiert. Es gilt zum Beispiel das Prinzip der Zweiwertigkeit. Eine Aussage ist entweder wahr. Oder ihre Verneinung ist wahr. Die Möglichkeit einer Verletzung des Satzes tritt bei folgender Frage auf: Wo oder in welchem Zustand ist das Teilchen kurz vor seiner Messung? Die Antwort kann durch die nachfolgende Messung beeinflusst werden. Nimmt man an, Teilchen existieren zeitlich lückenlos mit eindeutigen Zuständen, dann muss es kurz vor der Messung in mehreren Zuständen gleichzeitig sein.

Fußnoten




Man muss Objekten mehrere widersprüchiche Zustände gleichzeitig zuschreiben, um Versuchsergebnisse interpretieren zu können. Das führt zu unauflösbaren Paradoxien. Nemirov1