EPR-Bell Korrelationen in der Teilchenphysik

Quantenphänomene können nicht mit den aus der Alltagserfahrung abgeleiteten Begriffen und den Theorien der klassischen Physik beschrieben werden. Speziell die von Einstein-Podolsky-Rosen geführte Diskussion über ein 2- Teilchen Quantensystem zeigt das paradoxe Verhalten - EPR Paradox - dieses Systems auf. John Bell hat mit seiner berühmten Ungleichung gezeigt, wie sich lokal realistische Theorien von der Quantenmechanik unterscheiden. Er hat damit eine Lawine losgetreten von theoretischen und experimentellen Untersuchungen über verschränkte (entangled) Quantensysteme. Dies hat zu einer neuen Entwicklung in der Physik geführt, nämlich zur Quanteninformation und Quantenkommunikation. Wir haben uns in diesem Forschungsprojekt mit verschränkten Systemen beschäftigt, wie sie in der Teilchenphysik auftreten, im speziellen mit verschränkten K-Mesonen und B-Mesonen, wie sie in den großen Teilchenbeschleunigern erzeugt werden. Wir haben verschiedene Bell Ungleichungen aufgestellt, damit die Nichtlokalität der Systeme gezeigt, und eine Methode angegeben, wie die verschränkten Zustände von den separablen unterschieden werden können. Weiters konnten wir die CP-Symmetrie von K-Mesonen mit der Bell Ungleichung in Verbindung bringen. Unser Hauptaugenmerk galt insbesonders der zeitlichen Entwicklung verschränkter Systeme, wobei wir dissipative Effekte, die zu einer Dekohärenz des Systems bzw. zu einer Abweichung von der Quantenmechanik führen, untersucht haben. Als Resultat haben wir einen direkten Zusammenhang zwischen der Dekohärenz und dem Entanglement Verlust der Systeme gefunden und aus dem Experiment haben wir Schranken an die Gültigkeit der Quantenmechanik abgeleitet. Wir konnten mit unserem Forschungsprojekt einen Beitrag leisten zu dem Zusammenspiel der Phänomene der Teilchenphysik und der neueren Entwicklungen der Quantenphysik.