Ist der Tunneleffekt überlichtschnell? oder Gibt es ein ausgezeichnetes Bezugssystem für verzögerungslose Effekte?

Fragen zur weltanschaulichen Bedeutung der Physik

3. Ist der Tunneleffekt überlichtschnell? oder Gibt es ein ausgezeichnetes Bezugssystem für verzögerungslose Effekte?

#Physik #Weltanschauung

Dieses Thema wurde sogar von einer seriösen Fachzeitschrift wie SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT breit diskutiert. Es herrscht unter den Physikern Uneinigkeit. Das schlägt sich auch in unterschiedlichen Schwerpunkten bei der deutschen und bei der englischen Wikipedia nieder. Ich habe den Eindruck, dass der Riss vor allem zwischen den meinungsführenden Theoretikern und einigen Experimentalphysikern verläuft. Während letztere, zu denen auch der deutsche Physiker Nimtz gehört, noch keine Höchstgeschwindigkeit beim Tunneln von Teilchen messen konnten (ein Vergleich mit der Lichtgeschwindigkeit ist bei den relativ winzigen untersuchten Tunnellängen auch schwierig), sind sich die theoretischen Physiker sicher, dass es keine überlichtschnellen Phänomene gibt.

Zwar ist allgemein anerkannt, dass Tunneln de Teilchen Photonen ein bisschen schneller sind als nicht Tunnelnde. Dazu sagen die theoretischen Physiker comma dass das nur für das durchschnittliche tunnelnde Photon im Vergleich zum durchschnittlichen nicht tunnelnden Photon gilt. Würde man dagegen jeweils die schnellsten Exemplare miteinander vergleichen, wären sie beide gleich schnell mit der normalen Lichtgeschwindigkeit. Als Erklärung wird angegeben, dass die Wellen, die für die Lokalisation von Photonen zuständig ist, für die Tunnelnden Photonen und nicht Tunnelnden Photonen die gleiche Spitze haben. Aber sie sind unterschiedlich lang und haben deshalb eine unterschiedliche Mitte. An der Spitze der Wellen tummeln sich sozusagen jeweils die schnellsten Photonen, während in der Mitte sich die durchschnittlichen aufhalten. Insgesamt bewegt sich die Welle jeweils mit exakt Lichtgeschwindigkeit. Es gibt also keine Sensation. Die theoretischen Physiker haben auch ausgerechnet, das Tunneln ein unwahrscheinlicher Vorgang ist, sodass eine beliebige Signalstärke bei einem Empfänger mit nicht getunnelten Photonen praktisch immer schneller zu erreichen ist als mit getunnelten Photonen. Schließlich wurde ausgerechnet, dass ein längerer Tunnel den Vorgang so unwahrscheinlich macht, dass bei einem eventuellen Empfänger hinter dem Tunnel nicht mehr nachgewiesen werden kann, ob eventueller Effekt  auf ein getunneltes Photon oder ein virtuelles Photon zurückzuführen ist .

Siehe auch die unterschiedlichen Schwerpunkte zum Thema der TunnelGeschwindigkeit bei der deutschen und bei der englischen Wikipedia (Experiment zu Theorie).

Potenziell ein weiteres faszinierendes Feld für weltanschauliche Folgerungen!

Vielleicht gibt es ja genau 1 (!) ausgezeichnetes Bezugssystem (Beobachterperspektive auf den Kosmos) für verzögerungslose Effekte - was zumindest die Spezielle Relativitätstheorie mathematisch intakt ließe und Verletzungen der Kausalität dennoch ausschließen würde. (Bei der Allgemeinen kenne ich mich nicht aus.)

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Nachschlag:
Auch ohne Experte für die allgemeine Relativitätstheorie zu sein, kann ich sagen, dass ein solches besonderes Bezugssystem für verzögerungslose Effekte auch in dieser funktionieren würde, wenn man nur Ereignis-verändernde Zeitreisen ausschließt. Und das muss man sowieso in jedem halbwegs vernünftigen Universum. Es stellt also keine besondere Einschränkung dar. (Sogar Zeitreisen a la "Terminator 1", die überhaupt nichts verändern, wären also erlaubt.)