Abstract (deu)
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.