Welle-Teilchen-Dualismus

Der Welle-Teilchen-Dualismus beschreibt das Phänomen in der Quantentheorie, nach dem Quanten in Messungen zwar als Teilchen dingfest gemacht werden, ihre Ausbreitung jedoch mit Hilfe von Wellen beschrieben werden muss, wenn man nicht hinsieht.

Schießt man Elektronen auf einen Doppelspalt und versucht nicht herauszufinden, durch welchen der beiden Spalte die Elektronen gewandert sind, so entsteht eine bestimmte Art von Muster auf dem Schirm, die im Falle von Lichts nichts Spektakuläres ist. Sie lassen mit Hilfe von Wellen beschreiben.

Daher vermag es auch nicht zu verwundern, dass ein Quantentheoretiker das Muster berechnet, indem er die Ausbreitung der Quanten mit Hilfe von Wellen beschreibt. Diese Wellen wandern durch beide Spalte zugleich und können sich an den Orten des Schirmes verstärken oder gegenseitig auslöschen. Wo sie sich auslöschen, wird man kein Quant messen. Wo sie sich verstärken, schlägt der Detektor besonders oft an.

Dass die Quantenwellen durch beide Spalte zugleich wandern, mag Ihnen vielleicht nicht sonderlich behagen: Ein Elektron kann doch nicht durch zwei Spalte gleichzeitig gehen!

Zu Ihrer Beruhigung: Niemand hat ein Elektron jemals durch zwei Spalte gleichzeitig wandern sehen. Die Quantentheorie beschreibt die Aufenthaltswahrscheinlichkeit von Quanten mit Hilfe von Wellen. Sie sagt nicht, dass es Wellen sind.

Jede Klärung der Frage, durch welchen Spalt das Quant gewandert ist, würde das Interferenzmuster sofort zerstören, wie es ja auch passiert, wenn wir die Spalt-Detektoren einschalten.

Ein Quant erscheint uns immer wie ein Teilchen, wenn wir es direkt beobachten. In den Rechnungen befindet sich das Elektron gleichzeitig an unterschiedlichen Orten, es tanzt auf mehreren Hochzeiten gleichzeitig - aber nur, wenn wir nicht genauer hinschauen.