Physiker haben erstmals direkt beobachtet, wie die Schwerkraft die Quantenphase eines frei fallenden Atoms veraendert – und damit bestaetigt, dass Einsteins Aequivalenzprinzip auch fuer Quantenobjekte gilt.
Das Quanten-Galilei-Interferometer
Fuer das Experiment spalteten die Forschenden ultrakalte Rubidium-Atome in eine quantenmechanische Ueberlagerung auf: Ein Teil des Wellenpakets wurde festgehalten, waehrend der andere frei unter der Schwerkraft fiel. Anschliessend fuehrten sie beide Pfade wieder zusammen und massen den winzigen Unterschied in der Quantenphase, den das fallende Atom gegenueber dem ruhenden angesammelt hatte. Das als „Quanten-Galilei-Interferometer“ bezeichnete Verfahren uebertraegt Galileis beruehmtes Fallexperiment in die Welt einzelner Atome.
Die gemessene Phasenverschiebung stimmte mit jenem Wert ueberein, der sich ergibt, wenn man Einsteins Aequivalenzprinzip – die Gleichheit von schwerer und traeger Masse – auf ein Quantenobjekt anwendet. Dieser Effekt war zwar seit Langem vorhergesagt, aber nie direkt nachgewiesen worden.
Was der Nachweis bedeutet – und was nicht
An der Arbeit waren die Ben-Gurion-Universitaet des Negev, die Universitaet Ulm und die University of Oxford beteiligt; zum Team gehoerten Professor Ron Folman, Professor Vlatko Vedral und der Nobelpreistraeger Sir Roger Penrose. Die Studie erschien am 2. September 2026 im Fachjournal „Science Advances“.
- Das Experiment vereint Quantenmechanik und Gravitation nicht.
- Es beweist nicht, dass die Schwerkraft selbst quantenhaft ist.
- Es prueft nicht Penroses Hypothese eines Kollapses bei schweren Massen.
Die Ergebnisse bleiben vorerst im Labormassstab. Kuenftige Tests sollen schwerere Objekte wie Nanodiamanten einbeziehen, um die Grenze zwischen Quanten- und klassischer Welt weiter auszuloten.
Quellen: EurekAlert · University of Oxford · ScienceDaily
