Das "freie" Photon der Quantenelektrodynamik

Im Physikunterricht steht blicherweise ein Doppel-spalt-Versuch mit Laser-Licht im Zentrum, wobei in der Regel sehr viele Photonen beteiligt sind. Aber was geschieht, wenn jeweils nur ein Photon durch den Doppelspalt geschickt wird? Zur Veranschaulichung von Grundfakten der Quantenphysik (Unbestimmtheit, Komplementarit t, ...) werden in der Schule in Ermangelung teurer Einzelphotonen-Ger te Polarisationsexperimente mit Laser-Licht durchgef hrt. Stellen solche Experimente nur eine Analogie zum Verhalten eines einzelnen Photons dar, oder verhalten sich Einzelphotonen tats chlich wie klassische elektromagnetische Wellen? Welcher-Weg-Information (WWI) und Interferenz schlie en sich gegenseitig aus. Bei einem modifizierten Doppelspaltversuch mit Licht soll der Durchtrittsspalt an der Polarisation jedes Photons mittels eines Analysators abgelesen werden. Die Sch ler lernen dabei den Begriff des Quantenradierers kennen, denn durch die Orientierung eines Analysators k nne WWI gewonnen werden, oder sie k nne entfernt (ausradiert) werden, worauf Interferenz wieder sichtbar wird. Kann die Analysatorstellung wirklich den Durchtrittsort nachtr glich und r ckwirkend beeinflussen (verz gerte Entscheidung, Retrokausalit t)? Ein Hohlraum-Resonator f r elektromagnetische Wellen ger t in Resonanz, wenn Wellen mit einer der Eigenfrequenzen des Resonators eingestrahlt werden. Kann der Hohlraum bereits mit einem einzigen Photon in Resonanz geraten? Mit Hohlraum-Resonatoren vor jedem Spalt k nnte man so bei einem Doppelspalt-Experiment mit Atomen den Durchtrittsort registrieren und WWI zu erhalten, ohne den Zustand des Atoms zu st ren. Zu solchen Fragen gibt das vorliegende Buch Antworten im Sinne der Quantenelektrodynamik, allerdings f r freie, nicht an Ladungen gekoppelte elektromagnetische Felder.