Quantenradar: „Flugobjekte mit Tarnkappentechnik erfasst“
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Die Tarnkappentechnik gilt als Allheilmittel um der Radarerfassung zu entgehen. Die ersten Gedanken darüber gehen wohl auf die Gebrüder Horten in den 1940er Jahren zurück: Nichts wesentliches ist seit dieser hinzukommen. Jedoch die Technologie des Radars ist beständig weiterentwickelt worden und von Mythos der vermeintlichen „Unsichtbarkeit“ ist nur der Mythos geblieben.
„Schon in den zwanziger Jahren wurde klar, daß Materie und Strahlung zwei Gesichter besitzen, die sich gegenseitig eigentlich ausschließen: Sie haben entweder Teilchen- oder Wellencharakter – je nachdem, wie man sie mißt. Ein Beispiel für diese Janusköpfigkeit, von Bohr als Komplementarität bezeichnet, ist das Doppelspalt-Experiment. Physik-Nobelpreisträger Richard Feynman nannte es einmal das zentrale Geheimnis der Quantenphysik. Tritt Licht durch einen einzelnen Spalt, ist auf einem Schirm direkt dahinter die Helligkeit am größten. Bei zwei Spalten bilden sich jedoch nicht einfach zwei Helligkeitsmaxima heraus, wie man es bei einer bloßen Addition erwarten würde. Statt dessen entsteht durch Wechselwirkung der Lichtwellen ein Interferenzmuster – eine Art Berg- und Tallandschaft aus verstärkten und verminderten Helligkeiten. Dieses Wellenphänomen tritt aber nur dann in Erscheinung, wenn es unbestimmt ist, welchen Weg das Licht genommen hat. Wird die Bahn gemessen, zeigt das Licht dagegen seine Teilchennatur. Auf dem Schirm sind nur zwei helle Flekken hinter den Spalten zu sehen. Bohr hat die Komplementarität von Teilchen- und Wellennatur mit der Heisenbergschen Unschärferelation erklärt. Danach ist in der Quantenwelt eine Beobachtung immer auch eine Störung des Systems: Der Meßprozeß bestimmt gleichsam die Natur der Dinge mit – eine Interpretation des Doppelspaltversuchs, die bis heute in den meisten Physiklehrbüchern vorherrscht. Von Richard Feynman stammt die Metapher, daß das Meßinstrument dem Meßobjekt gleichsam einen Tritt versetzt und es dadurch so stark aus der Bahn wirft, daß die Interferenz gelöscht wird.“
„Das ist schon ein großer Unterschied. Aber ganz anders, und ziemlich abgefahren, ist das Prinzip, mit dem dieses Radar Objekte entdeckt. Das klassische Radar sendet seine Wellen auf bestimmten Frequenzen aus, treffen die auf ein Hindernis, werden sie reflektiert und zurückgeworfen. Das Radargerät misst die Reflexionen der eigenen Wellen. Gewissermaßen wie ein Echo – nur in Licht- und nicht in Schallgeschwindigkeit. Das Prinzip ist leicht zu verstehen. Das Quanten-Radar arbeitet ganz anders. Es basiert auf der Theorie der verbundenen Elementarteilchen – bekannt als Quantenverschränkung. In Kurzfassung lautet die so: Zwei verbundene Teilchen haben eine Beziehung, sodass man an einem Teilchen die Zustände des zweiten Teilchens ablesen kann, auch wenn sie räumlich weit getrennt sind. Der Raum spielt keine Rolle, daher stammt auch Einsteins Formulierung der „spukhaften Fernwirkung“. Das ist der Stoff, aus dem bisher nur Science-Fiction-Geschichten geschrieben wurden. Im Quantum-Radar werden Photone in je zwei verbundene Teilchen aufgespalten, jeweils ein Teilchen wird in die Welt hinausgeschossen, der Zwilling bleibt in dem Gerät. An ihm können nun die Zustände des frei gelassenen Zwillings abgemessen werden. Trifft der freie Zwilling auf ein Objekt, bemerkt das „gefangene“ Teilchen die Begegnung.“
„Forscher der University of Waterloo arbeiten an einem neuartigen Radarsystem, das selbst Flugobjekte mit Tarnkappentechnik erfasst. Das sogenannte Quantenradar setzt auf eine Technik der Ortung mittels Photonen-Paaren. … Das Quantenradar setzt auf die Quantenbeleuchtung: Zwei hochenergetische Photonenstrahlen kommen zum Einsatz, wobei beim Aussenden des Impulses einer aktiv ausgestrahlt und der andere zunächst zurückgehalten wird. Photonen im rückstrahlenden Signal werden in der Folge auf verräterische Verschränkungssignaturen geprüft, sodass diese im Zweifel verworfen werden können. Das soll die Auflösung des Radars deutlich verbessern. „In der Arktis herrschen durch geomagnetische Stürme und Sonneneruptionen Wetterbedingungen vor, die Radarbedingungen und das Auffinden von Flugobjekten erschweren“, wie Forschungsleiter Jonathan Baugh erklärt. „Mit der Entwicklung vom klassischen Radar zum Quantenradar hoffen wir, diese Störungen zu umgehen – und gleichzeitig Dinge ortbar zu machen, die so entwickelt wurden, nicht auffindbar zu sein.“ Tarnkappenflugzeuge machen sich die Eigenschaften einer speziellen Beschichtung zunutze, die elektromagnetische Wellen absorbiert und somit Funkwellen daran hindert, zum Aussender des Impulses zurückzukehren. Zudem nutzen sie elektronische Störsender, um Detektoren mit künstlichem Rauschen zu überfluten und eine Ortung zu vermeiden. Mithilfe des Quantenradars sollen diese Störfaktoren umgangen werden.“
Neben China und den USA forschen auch andere Länder auf den Gebiet des Quantenradar. Bisher ist noch keine Tarnkappentechnologie bekannt: Um den Effekt der Quantenverschränkung zu entgehen.
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