Diese Arbeit gibt einen Überblick über Experimente zum Testen neu-
artiger Dekohärenzphänomene und ihrer theoretischen Grundlagen.
Die hier untersuchten Dekohärenzphänomene haben unterschiedli-
che zu Grunde liegende Mechanismen, sei es durch relativistische
Effekte oder Modifikationen der Quantenmechanik. In der Literatur
wurden mehrere Ansätze für solche Experimente untersucht. Wir kon-
zentrieren uns zunächst auf Phänomene im Zusammenhang mit der
Allgemeinen Relativitätstheorie. Wir geben einen Überblick über die
Wechselwirkungen eines Quantenzustands und eines externen Gravi-
tationsfeldes mit relativistischen Eigenschaften. Dekohärenz kann aus
Eigenzeitunterschieden in den Freiheitsgraden eines Quantenzustands
entstehen. Diese Eigenzeitunterschiede führen zu einer Kopplung
interner Freiheitsgrade innerhalb eines Quantenzustands. Diese Kopp-
lungen ermöglichen die Generierung von „Welcher-Weg“-Information.
Eine weitere in der Literatur analysierte Dekohärenzquelle ist auf
einen Gravitationswellenhintergrund zurückzuführen. Dieser stochas-
tische Hintergrund interagiert mit jedem Quantenzustand und führt
zu Dekohärenz. Desweiteren werden wir Modifikationen der Quan-
tenmechanik analysieren. Ursprünglich entstanden diese Modelle aus
dem Wunsch, den Übergang von Quantensystemen zu klassischen
Systemen zu beleuchten. Schon früh wurde erkannt, dass solche Modi-
fikationen mit großer Sorgfalt vorgenommen werden müssen, um nicht
in Widersprüche mit relativistischen Prinzipien zu geraten. Dennoch
wurden nichtlineare Schrödinger-Gleichungen als mögliche Zwischen-
lösung für den Übergang eines Systems mit Quanteneigenschaften in
ein System mit klassischen Eigenschaften analysiert. Um einige der
relativistischen Einschränkungen zu umgehen, kann die Schrödinger-
Gleichung auch mit einer Nichtlinearität modifiziert werden, die mit
einem stochastischen Teil ausgeglichen wird. Diese stochastische Er-
gänzung ist notwendig, um überlichtschnelle Signale innerhalb der
Theorie zu verhindern. Wir werden einige der theoretischen Ansätze
in dieser Richtung analysieren und experimentelle Beschränkungen
des Parameterraums solcher Theorien überprüfen. Wir beschreiben
auch eine neue Reihe von Experimenten zum Testen solcher stochasti-
scher Modelle (Kollapsmodelle) mit photonischen Kristallen und die
Vorteile der Verwendung dieser Systeme, um den von der Theorie
definierten Parameterraum einzuschränken. Zuletzt werden wir einen
neuen experimentellen Ansatz vorstellen, um mögliche Beiträge einer
weiteren (fünften) Kraft bei Messungen der Gravitationskraft zwischen
kleinen Massen zu testen.

This thesis presents an overview of experiments to test novel decoher-
ence phenomena and their theoretical foundations. The decoherence
phenomena studied here have different origins, be it due to general
relativistic effects or modifications of quantum mechanics. Multiple
avenues for such experiments have been explored in the literature. We
first focus on phenomena related to general relativity. We will give
an overview over the interactions of a quantum state and an external
gravitational field with general relativistic properties. Decoherence
can arise from proper time differences in the degrees of freedom of
a quantum state. These proper time differences lead to a coupling of
internal degrees of freedom within a quantum state. These couplings
allow for the generation of which path information. Another source of
decoherence analyzed in the literature is due to a gravitational wave
background. This stochastic background interacts with every quantum
state and leads to decoherence. We will then analyze modifications
of quantum mechanics. Initially, these models originated from the
desire to shed light unto the quantum to classical transition. It was
discovered early on that such modifications have to be done with
great care as to not run into contradictions with relativistic princi-
ples. Nevertheless, nonlinear Schrödinger equations were analyzed as
a possible intermediate solution for the transition of a system with
quantum properties to a system with classical ones. To circumvent
some of the relativistic constraints, the Schrödinger equation can also
be modified with a nonlinearity counterbalanced with a stochastic
part. This stochastic property is necessary to prevent superluminal
signaling within the theory. We analyze some of the theoretical efforts
in this direction and review experimental constraints of the parameter
space of such theories. We also describe a new set of experiments to
test such stochastic models (collapse models) with photonic crystals
and the advantages of using these systems to constrain the parameter
space defined by the theory. Last, we will give a new experimental
approach to test possible fifth-force contributions in measurements of
gravity between small masses.