Wenn Lichtwellen durch dünne Öffnungen in einer Platte wandern, so entsteht auf der anderen Seite ein charakteristisches Muster heller und dunkler Bereiche. Diese so genannte Interferenz ist ein Markenzeichen von Wellen und kann aufgrund der Welle-Teilchen-Dualität auch bei atomaren und subatomaren Teilchen wie Elektronen oder Atomen beobachtet werden. Forscher aus Österreich haben nun gezeigt, dass auch größere Biomoleküle derartige quantenmechanische Effekte aufzeigen. Das berichten sie im Fachmagazin Physical Review Letters (Bd. 91, Artikel 090408).
Einer der Grundannahmen der Quantenmechanik nach verschwinden die Welleneigenschaften mikroskopischer Teilchen mit zunehmender Masse ? ihre Wellenlänge wird so winzig klein, dass sie in Experimenten nicht wahrgenommen werden kann. Markus Arndt und seine Kollegen von der Universität Wien haben nun allerdings in einem Experiment Interferenzmuster relativ großer, biologisch relevanter Moleküle namens Tetraphenylporphyrin beobachtet.
Arndts Gruppe hatte bereits vor einigen Jahren erstmals gezeigt, dass sich selbst große Moleküle wie etwa die berühmten Kohlenstoff-Fußbälle (Fullerene) wie Wellen verhalten können. In einem weiteren Experiment haben die Forscher diese Fullerene nun mit fluoreszierenden Gruppen versetzt und auch deren Interferenz beobachtet.
Die gelungene Demonstration von Welleneigenschaften biologischer Moleküle dürfte auch der von Roger Penrose und vielen anderen angeregten Debatte um den Ursprung des Bewusstseins neuen Auftrieb verleihen. Penrose glaubt nämlich, dass dieses in dem Welle-Teilchen-Dualismus bestimmter Biomoleküle begründet ist. Diese so genannten Mikrotubuli sind allerdings viel größer als die von Arndt untersuchten Biomoleküle.
Stefan Maier
