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Quantenspalt aus einem Atom: Physiker schließen Lücke im Einstein-Bohr-Streit
Fast ein Jahrhundert nach der legendären Debatte zwischen Albert Einstein und Niels Bohr hat ein Team um Jian-Wei Pan von der University of Science and Technology of China das berühmte „recoiling-slit“-Gedankenexperiment in einer besonders originalgetreuen Form ins Labor gebracht. Die in der Dezemberausgabe der Physical Review Letters veröffentlichte Arbeit (eine Vorabversion ist auf arXiv.org verfügbar) schließt damit eine klar definierte Lücke: Erstmals wurde ein linear-optisches Einzelphotonen-Interferometer mit einem quantenlimitierten, durchstimmbaren „beweglichen Spalt“ realisiert – so nah an Einsteins ursprünglicher Idee wie nie zuvor.
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Das Doppelspaltexperiment: „Das einzige Rätsel“
Richard Feynman nannte das Doppelspaltexperiment einst „das Herz der Quantenmechanik“ und „in Wirklichkeit das einzige Rätsel“. Schickt man einzelne Teilchen durch zwei schmale Spalte, schlagen sie punktförmig ein, wie klassische Teilchen – doch über viele Durchgänge entsteht ein Interferenzmuster, als wäre jedes Teilchen eine Welle, die durch beide Spalte gleichzeitig geht und mit sich selbst interferiert. Sobald man jedoch versucht herauszufinden, welchen Weg das Teilchen genommen hat, verschwindet das Interferenzmuster. Diese Komplementarität – Wellen- oder Teilcheneigenschaften, aber nie beides gleichzeitig – war Ausgangspunkt der berühmten Bohr-Einstein-Debatten auf der Solvay-Konferenz 1927.
Einstein schlug damals ein Gedankenexperiment vor, das die Komplementarität aushebeln sollte: Ein „beweglicher Spalt“ auf empfindlichen Federn sollte den Rückstoß registrieren, wenn ein Photon ihn passiert und dabei abgelenkt wird. Aus dem Rückstoß ließe sich der Photonenweg bestimmen – und trotzdem sollte das Interferenzmuster erhalten bleiben. Bohr konterte mit der Heisenbergschen Unschärferelation: Will man den Impuls des Spalts präzise genug messen, wird dessen Ortsunschärfe so groß, dass sie das Interferenzmuster verwischt.

Der experimentelle Aufbau:
Ein einzelnes 87Rb-Atom wird mit einer Objektivlinse mit einer numerischen Apertur von 0,55 in einer optischen Pinzette eingefangen. Eine weitere Objektivlinse sammelt gestreute Photonen in einer Einmodenfaser, die von Einzelphotonen-Zählmodulen (SPCMs) detektiert werden. Das optische System ist phasenverriegelt mit einem 1064-nm-Referenzlaser, der durch einen maßgeschneiderten dichroitischen Strahlteiler in zwei Strahlen aufgeteilt wird.
(Bild: Pan et al. / Bearbeitung heise medien)
Lücke früherer Experimente geschlossen
Zwar gab es bereits experimentelle Annäherungen an dieses Gedankenexperiment – etwa mit Molekülen und Röntgenstrahlung oder als theoretischer Ionenfallen-Vorschlag. Doch diese Ansätze zerstörten entweder den Photonenzustand, nutzten zusätzliche Freiheitsgrade oder stellten kein echtes linear-optisches Interferometer dar.
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Das chinesische Team hat nun einen konzeptionell „puristischen“ Aufbau realisiert: Ein einzelnes, auf den Bewegungsgrundzustand heruntergekühltes Atom des Radioisotops Rubidium-87 in einer optischen Pinzette dient als beweglicher Spalt. Ein Photon wird daran gestreut, ohne absorbiert zu werden, und das gestreute Licht interferiert anschließend. Entscheidend ist, dass weder interne Atomzustände noch thermische Bewegung zusätzliche Weginformation liefern – das Atom fungiert als nahezu idealer quantenmechanischer Strahlteiler.
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Zur Diskussion zwischen Einstein und Bohr und deren Auswirkung auf die Interpretation der Quantenphysik hat Veritasium einen hervorragenden Beitrag veröffentlicht (Englisch).
Der Übergang zwischen Quanten- und klassischer Physik
Durch Variation der Fallentiefe der optischen Pinzette lässt sich die Impulsunschärfe des Atoms zwischen 0,78 und 1,60 Photonenimpulsen einstellen und damit die Interferenzsichtbarkeit systematisch steuern. Bei geringer Fallentiefe enthält der atomare Rückstoß viel Information über den Photonenweg – Photon und Atom sind stark verschränkt, die Interferenz verschwindet. Bei tiefer Falle „verschwindet“ der Rückstoß in den Quantenfluktuationen, die Interferenz bleibt erhalten. Die gemessenen Sichtbarkeiten folgen präzise der theoretischen Vorhersage für minimale Heisenberg-Unschärfe.
Zudem konnten die Forscher quantenmechanisches Rauschen von klassischer Aufheizung trennen und so den Übergang vom quantenlimitierten zum klassisch dominierten Regime direkt beobachten – eine experimentelle Bestätigung von Bohrs Position.
Physikalisch revolutionär ist das Ergebnis nicht – die Verbindung zwischen Sichtbarkeit, Verschränkung und Komplementarität war theoretisch längst geklärt. Doch in dieser spezifischen Kombination aus Einzelphotonen-Interferometer, quantenlimitiertem Atom als beweglichem Spalt und optisch einstellbarer Impulsunschärfe gibt es kein direktes Vorbild. Es dürfte aber die bisher „sauberste Lehrbuch-Version“ von Einsteins Gedankenexperiment sein.
(vza)
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Wenn Polizei und Ermittlungsbehörden die Inhalte von Smartphones sehen wollen
Wenn eine Straftat mit Internetbezug im Raum steht, kann es zu Hausdurchsuchungen kommen. Das gilt nicht bloß bei schwersten Delikten. Schon eine Beleidigung, eine üble Nachrede oder eine Verleumdung kann genügen, damit die Polizei eine Wohnung durchsucht und Smartphone, PC, Festplatten und Speicherkarten beschlagnahmt. Sogar Ordnungswidrigkeiten können eine Durchsuchung auslösen, etwa wenn Straftatbezüge naheliegen – beispielsweise bei Urheberrechtsverletzungen.
Anders als eine Personenkontrolle auf der Straße ist die Durchsuchung einer Wohnung nur unter strengen Voraussetzungen zulässig. Nach § 105 Abs. 1 der Strafprozessordnung (StPO) muss normalerweise ein Richter die Maßnahme angeordnet haben. Eine Ausnahme gilt, wenn Gefahr im Verzug ist – dann können die Strafverfolger die richterliche Entscheidung nachreichen.
- Damit die Polizei die Wohnung eines Verdächtigen durchsucht und beispielsweise Smartphones beschlagnahmt, muss es um Beweise für die Begehung einer Straftat gehen, selten auch einer Ordnungswidrigkeit.
- Eine Durchsuchungsanordnung muss den Grundsatz der Verhältnismäßigkeit wahren; immerhin geht es um einen empfindlichen Grundrechtseingriff.
- Gegen vermeintlich unverhältnismäßige Maßnahmen zur Beweissicherung sind Rechtsmittel möglich, die sich allerdings erst im Nachhinein auswirken können.
Für eine Durchsuchung nach § 102 StPO muss ein sogenannter Anfangsverdacht vorliegen: Ein Beschuldigter muss also im Rahmen eines Ermittlungsverfahrens verdächtig sein, eine Straftat begangen zu haben. Außerdem muss zu vermuten sein, dass die Beamten bei ihm Beweismittel vorfinden. An den Anfangsverdacht sind keine hohen Anforderungen zu stellen, aber bloße Vermutungen genügen nicht. § 46 Abs. 1 des Gesetzes über Ordnungswidrigkeiten (OWiG) erlaubt es, die Vorschriften aus der StPO sinngemäß auch unterhalb der Straftatenschwelle anzuwenden. Daher können in seltenen Fällen bereits Ordnungswidrigkeiten zu einer Durchsuchung führen.
Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Wenn Polizei und Ermittlungsbehörden die Inhalte von Smartphones sehen wollen“.
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Von München bis Sevilla: Internationaler Schlag gegen Cyber-Mafia „Black Axe“
Sie agieren mit perfiden Online-Betrugsmaschen wie dem „Love Scam“ und waschen die Millionengewinne weltweit. Nun ist Ermittlern in Spanien ein empfindlicher Schlag gegen die als „Black Axe“ bekannte nigerianische Cyber-Mafia gelungen. An der Operation, die sich gezielt gegen die Infrastruktur des Netzwerks richtete, waren auch Ermittler aus Bayern beteiligt.
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12 mutmaßliche Mitglieder in München vor Gericht
Bei einem Großeinsatz in Spanien wurden insgesamt 34 mutmaßliche Mitglieder der international agierenden kriminellen Organisation verhaftet. Die von der spanischen Polizei geführte Operation fand in enger Zusammenarbeit mit dem bayerischen Landeskriminalamt und mit maßgeblicher Unterstützung von Europol statt. Europol half, die Strukturen der Gruppe über Ländergrenzen hinweg zu kartieren, bündelte Informationen und stellte Analysen sowie Experten vor Ort in Madrid bereit. Die grenzüberschreitende Zusammenarbeit umfasste auch den Einsatz von zwei deutschen Beamten am Einsatztag in Spanien. Wie Europol mitteilte, fanden die meisten Festnahmen in Sevilla (28) statt. Den Festgenommenen wird vorgeworfen, allein für einen Betrugsschaden von über 5,93 Millionen Euro verantwortlich zu sein.
Im Zuge der Ermittlungen stellten die Beamten Bargeld in Höhe von 66.403 Euro sicher und froren Bankkonten mit Einlagen von 119.352 Euro ein. Derzeit stehen in München zwölf mutmaßliche Mitglieder vor Gericht. Die Anklage wirft den Männern unter anderem die Bildung einer kriminellen Vereinigung, Geldwäsche und in Dutzenden Fällen Betrug vor. Die von Europol koordinierte Aktion zielte auf den Kern des organisierten Verbrechensnetzwerks ab, das gezielt „Money Mules“ (Finanzagenten) in verarmten Gegenden mit hoher Arbeitslosigkeit rekrutiert, um die durch Cyberkriminalität erbeuteten Gelder zu waschen.
Nicht mehr nur nigerianische Prinzen
„Black Axe“, auch bekannt als „Neo-Black Movement of Africa“, ist eine hierarchisch strukturierte kriminelle Organisation mit nigerianischen Wurzeln. Ursprünglich nach Informationen von n-tv in den 1970er Jahren als Studentenbewegung mit dem Ziel gegründet, gegen Kolonialismus und Unterdrückung zu kämpfen, wandelte sich die Gruppe laut Interpol über die Jahre in ein weltweit agierendes Verbrechersyndikat. Das Symbol der Organisation, eine Axt, die die Ketten des Kolonialismus zerschlägt, stammt noch aus dieser Gründungszeit.
Interpol geht davon aus, dass „Black Axe“ heute einer der führenden Akteure im weltweiten Cyber-Finanzbetrug ist. Aus dem altbekannten Geschäftsmodell der Spam-Mails, bei denen ein fiktiver nigerianischer Prinz Geld für den Zugriff auf sein angebliches Erbe benötigt, entwickelte sich seit den 1990er Jahren ein globales Betrugs- und Geldwäschenetzwerk. Heute umfassen die kriminellen Aktivitäten ein breites Spektrum, darunter Identitätsdiebstahl, Drogen- und Menschenhandel, Prostitution, Schutzgelderpressung und bewaffnete Raubüberfälle. Europol schätzt die Zahl der weltweiten Mitglieder auf mindestens 30.000.
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Neue Mitglieder werden dem n-tv-Bericht zufolge durch brutale und ritualisierte Initiationsriten, die oft körperliche Misshandlung und Demütigung beinhalten, zur Loyalität verpflichtet. Oftmals agiert die Organisation unter dem Deckmantel gemeinnütziger Vereine, um ihre kriminellen Machenschaften zu verschleiern. In Deutschland nutzte „Black Axe“ unter anderem den eingetragenen Verein „Neo Black Movement of Africa“, der vordergründig karitative Zwecke verfolgte.
Aktivitäten und Ermittlungen in Deutschland
Im April 2024 gelang den deutschen Behörden ein Schlag gegen das Netzwerk, als bei Razzien in Bayern, Baden-Württemberg, Hessen und Hamburg elf ranghohe Mitglieder festgenommen wurden. In Deutschland sind die Sicherheitsbehörden seit Längerem alarmiert. Der Bundesnachrichtendienst (BND) warnte laut Behördenspiegel bereits 2019 vor der zunehmenden Ausbreitung der nigerianischen Mafia.
Ein Schwerpunkt der kriminellen Aktivitäten hierzulande ist der sogenannte „Love Scam“ oder „Romance Scam“. Dabei täuschen die Täter online eine Liebesbeziehung vor, um ihren Opfern unter falschen Vorwänden hohe Geldsummen zu entlocken. Allein in Bayern wurden nach Angaben des Bayerischen Innenministeriums im Jahr 2023 mehr als 450 Fälle mit einem Gesamtschaden von rund 5,3 Millionen Euro registriert. Zu solchen und ähnlichen Aktivitäten der Gruppierung gab es bereits 2021 Berichte.
(mack)
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Elektro-SUV Kia EV2: Kompakt und variabel
Mit dem EV2 stellt Kia ein Elektroauto unterhalb der bereits erfolgreichen Elektroauto-Modelle EV6 (Test), EV9, EV3 und EV4 vor. Kleiner und dank der bewährten Technik der 400-Volt-E-GMP (Electric Global Modular Platform) auch konkurrenzfähig, soll das B-Segment-Auto ab Februar 2026 auf den Markt kommen. Mit einer Länge von rund 4,06 m ist das Crossover-Modell eindeutig unterhalb des Kia EV3 (Test) positioniert. Er soll jedoch mehr können als urbane Mobilität oder die direkte Konkurrenz im Preis unterbieten. Kia verspricht ein „alltagstaugliches“ Elektroauto, das mit seiner Variabilität viele Europäer ansprechen soll.
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Variabel im Innenraum
Variabel ist vor allem das Sitzkonzept, gegen Aufpreis kann man dessen Flexibilität noch steigern. Wenn die klassische Rückbank um 8 cm nach vorn geschoben ist, bietet der Kofferraum ein Fassungsvermögen von 403 Litern. Dazu kommt ein Frunk mit 15 Litern für das Ladekabel oder Kleinkram. Bei der optionalen Fünf-Sitzer-Variante sind es sogar 16 cm, und die Lehnen sind verstellbar. Bei zurückgeschobener Rückbank verspricht Kia eine Beinfreiheit von 96 cm, sonst knapp 89 cm. Den Platz ermöglicht der für einen Kompakten große Radstand von 2,56 m – ein Vorteil des Elektroantriebs.

Kia
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22-kW-AC-Ladung
Zunächst kommt der EV2 mit einer Leistung von 108 kW, eine später zu erwartende GT-Version wird kräftiger. Zwei Batteriegrößen stehen zur Auswahl: 42,2 und 61,0 kWh. Das reicht im WLTP für rund 317 beziehungsweise 448 km. Auch beim Laden bietet Kia mit bis zu 22 kW an Wechselstrom mehr Flexibilität als üblich. Das ist vor allem für Laternenparker und für Nutzer öffentlicher AC-Säulen relevant, weil sich die Standzeiten so spürbar verkürzen. Gelegenheitsladen beim Einkaufen lohnt sich mit 22 kW einfach eher.
Gleichstromladungen dauern beim Standardmodell mit 42,2 kWh mindestens 29 Minuten für eine Ladung von zehn auf 80 Prozent, bei der Long-Range-Variante mit 61 kWh dauert es rund eine Minute länger. Die entsprechenden Ladeleistungen nennt Kia noch nicht, beim EV3 sind es mit maximal 101 kW für die kleine und 128 kW für die große Batterie aber keine Spitzenwerte. Das dürfte sich ausweislich der Ladedauern beim EV2 kaum verbessern.
Plug & Charge, V2L und V2G
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Plug & Charge vereinfacht das Laden: An kompatiblen Schnellladern reicht das Einstecken des Kabels, der Wagen identifiziert sich automatisch. Eine Ladekarte oder eine App sind dann nicht nötig. Für daheim bietet auch der EV2 bidirektionales Laden (V2L und V2G). Bei den Fahrleistungen hält der Kia EV2 einen respektablen Abstand zum EV3. Von null auf 100 km/h beschleunigt der EV2 in 8,7 s mit der 42,2-kWh-Batterie, mit dem großen Akku dauert es 9,5 s. Beide sind bis zu 160 km/h schnell.
Laderoutenplaner und Park-Fernsteuerung
Kia baut auch im EV2 sein ccNC-Infotainmentsystem mit drei Displays ein. Es besteht aus einem 12,3-Zoll-Instrument hinter dem Lenkrad, einem 5,3-Zoll-Bildschirm für die Klimafunktionen und einem 12,3-Zoll-Touchscreen in der Mitte. Zudem bietet der kompakte Koreaner Over-the-Air-Updates und einen Routenplaner mit Lade-Integration. Hinzu kommt ein Parksystem, mit dem sich der EV2 per Schlüssel von außen dirigieren lässt. Zum Teil dürften diese nur bei den Top-Varianten enthalten sein beziehungsweise Aufpreis kosten.

Kia
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Ein Fiat Grande Panda Elektro (Test) kostet ab 24.990 Euro, der Citroën ë-C3 (Test) wenigstens 23.300 Euro und der BYD Atto 2 (Test) schon 31.990 Euro, andere elektrische B-SUVs liegen deutlich über 35.000 Euro. So kostet der Opel Mokka Electric (Test) mindestens 36.740 Euro, ein Volvo EX30 (Test) rund 36.590 Euro, ein Smart #1 etwa 36.990 Euro, ein Jeep Avenger Elektro 38.500 Euro und ein Peugeot E-2008 bereits 40.550 Euro. Vieles spricht dafür, dass Kia sich mit einem Einstiegspreis für den EV2 von rund 30.000 Euro für einen Mittelweg entscheiden wird. Das Entwicklungszentrum hat Kia übrigens in Rüsselsheim angesiedelt, die Produktion des EV2 im slowakischen Žilina. Zunächst wird ab Februar 2026 die Standard-Range-Version verfügbar sein, ab Juni 2026 folgen die Long-Range- und die GT-Line-Version.
Mehr über die Marke Kia
(fpi)
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