Im Mach-Zehnder-Interferometer trifft ein Lichtstrahl auf den Strahlteiler engl. Beam-Splitter ST1. Dieser lässt eine Hälfte des einfallenden Lichts zu Spiegel SA durch, die andere reflektiert er in Richtung Spiegel SB. Der Spiegel SA lenkt das Licht auf den Strahteiler ST2, der es wiederum fifty-fifty auf die Detektoren oder Schirme D1 und D2 verteilt. Dasselbe gilt für das vom Spiegel SB reflektierte Licht.
Führe entlang jedes der vier möglichen Wege einen Phasenzeiger.
Der Wellenzug, der D1 über Weg B erreicht, trifft um 180° phasenverschoben gegenüber dem Wellenzug ein, der D1 über Weg A erreicht.
In D2 treffen die Wellenzüge gleichphasig ein.
Obwohl Weg A und Weg B gleich lang Im realen Experiment ist ein geometrischer Gangunterschied Δs = 0 nur schwer zu bewerkstelligen. sind, zeigt sich in D1 destruktive, in D2 hingegen konstruktive Interferenz. Grund hierfür sind die an den Strahlteilern auftretenden Phasensprünge:
In quantenoptischen Experimenten durchlaufen einzelne Photonen nacheinander das MZI Abkürzung für Mach-Zehnder-Interferometer . Ohne ST2 registriert dann jeder Detektor – wie klassisch zu erwarten – etwa die Hälfte rein zufällig verteilt aller durch das MZI geschickten Photonen, weil ST1 ein einzelnes Photon mit je 50 % Wahrscheinlichkeit auf Weg A oder B schickt. Baut man ST2 wieder ein, sieht die Verteilung aber anders aus!
Alle Photonen landen in D2, keines in D1.
Tatsächlich zeigt sich
Das bleibt auch so, wenn man ST2 erst einfügt oder entfernt, nachdem das Photon ST1 schon passiert hat, also quasi die Entscheidung „Welle oder Teilchen“ schon getroffen wurde. Die quantenphysikalische Erklärung solcher Delayed-Choice-Experimente ist die Superposition von Zuständen eines Quantenobjekts. Erst die Messapparatur entscheidet, welcher Zustand realisiert wird.
erstellt von C. Wolfseher