Die so genannte Verschränkung ist eines der zentralen Konzepte der Quantenmechanik. Sie beschreibt, wie unter bestimmten Umständen das quantenmechanische Schicksal mehrerer Objekte aneinandergekoppelt ist. Ändert sich der Zustand eines Objekts, tritt gleichzeitig auch an damit verschränkten Objekten ein messbarer Unterschied auf. Obwohl so bedeutend zum Verständnis eines quantenmechanischen Systems, ist es häufig schwierig, diese Verschränkung zu erfassen. Das gilt insbesondere für Systeme mit vielen verschränkten Quantenobjekten.

Physiker um Philipp Hauke vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften haben nun eine Methode vorgestellt, mit der sich die interne Verschränkung auch großer Quantensysteme erfassen lassen soll. Der Kern der theoretischen Arbeit beschreibt, wie sich die so genannte Quanten-Fisher-Information aus Messungen mit etablierten spektroskopischen Verfahren oder von Neutronenstreuung bestimmen lässt.

Diese quantenmechanische Größe sei "ein verlässlicher Indikator für die Verschränkung von Vielteilchensystemen". Sie ergebe sich aus der Empfindlichkeit eines dynamischen Systems. "Wenn ich zum Beispiel eine Probe durch ein zeitlich veränderliches Magnetfeld bewege, kann ich aus den Messdaten ermitteln, wie empfindlich diese Probe auf das Magnetfeld reagiert", erklärt Hauke. Aus dieser Empfindlichkeit lasse sich mit der Methode ein Maß für die interne Verschränkung berechnen. Die Forscher hoffen nun auf zahlreiche Anwendungen, etwa bei der Untersuchung komplexer Phasenübergänge in Festkörpern.