Physiker kennen die Muster, die beim Doppelspaltexperiment ohne Hinsehen entstehen. Sie bilden sich immer dort, wo Wellen im Spiel sind.

Schießt man Elektronen auf einen Doppelspalt und versucht man nicht herauszufinden, durch welchen der beiden Spalte die Elektronen gewandert sind, so entstehen Muster auf dem Schirm, die für Physiker nichts Neues sind. Solche Muster entstehen auch, wenn man statt Elektronen Licht nimmt. Sie lassen sich beschreiben, indem man Licht als eine Welle ansieht.

Daher versuchten Quantentheoretiker auch die Elektronenmuster mit Hilfe von Wellen zu beschreiben, was vortrefflich gelang. 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 Wellenmuster sofort zerstören, wie es ja auch passiert, wenn wir die Spaltdetektoren einschalten.

Das heißt, dass uns ein Quant immer dann wie ein Teilchen erscheint, wenn wir es direkt beobachten. Nur in den Rechnungen befindet sich das Elektron gleichzeitig an unterschiedlichen Orten, es tanzt auf mehreren Hochzeiten gleichzeitig – immer dann, wenn wir nicht genauer hinschauen.

De-Broglie-Wellen

In seiner Doktorarbeit von 1924 setzte der französische Physiker Louis de Broglie den Impuls p eines Teilchens über die Planckkonstante h mit einer Wellenlänge in Beziehung. Dieser Schritt gilt als Meilenstein in der Entwicklung der Quantentheorie:

Die Welle, die zu dieser Wellenlänge gehört, ist keine physikalische Welle, wie es bei Wasserwellen der Fall ist. Vielmehr lässt sich mit ihr die Wahrscheinlichkeit für das Auffinden eines Quants berechnen.