Bei dieser Durchquerung einer eigentlich unüberwindlichen Barriere sprechen Physiker vom Tunneleffekt ? ein Verhalten, das auf der Heisenbergschen Unschärferelation beruht, einer der fundamentalen Formeln der modernen Physik. Diese besagt, dass Impuls und Ort eines Teilchens niemals gleichzeitig genau bestimmbar sind, und spielt in vielen physikalischen Prozessen wie beispielsweise beim radioaktiven Zerfall eine Rolle. Aus dieser Unschärfe folgt, dass Teilchen manchmal einen Ort erreichen, an den sie aufgrund ihres energetischen Zustandes eigentlich gar nicht gelangen könnten ? als seien sie auf geisterhafte Weise durch einen Energieberg dorthin “getunnelt”, wie Physiker sagen.
Die deutschen Physiker stellten in ihren Messungen nun fest, dass die getunnelten Photonen gleichzeitig mit den reflektierten den äußeren Rand der Prismen erreichten, obwohl sie noch die mehrere Zentimeter breite Barriere zu durchqueren hatten. Sie müssen demnach die getunnelte Strecke ohne Zeitverlust zurückgelegt haben. Die Photonen waren daher insgesamt schneller als die Lichtgeschwindigkeit.
Die Forscher erklären dies mit dem Austausch imaginärer Teilchen: Zu Beginn der Barriere verwandeln sich Photonen in virtuelle Teilchen, durchtunneln als solche die Barriere und setzen nach dem Ende der Barriere als reale Photonen wieder ihren Weg fort. Solche virtuellen Teilchen haben sich als Erklärungsmodelle bei zahlreichen quantenphysikalischen Effekten längst bewährt ? neu ist jedoch, dass sie auch bei Effekten eine Rolle spielen können, die sich in Dimensionen von bis zu einem Meter abspielen, erklären die Forscher.
