Schrödingers Uhr: Die Zeit kann gleichzeitig schneller und langsamer ticken, weil die Physik noch nicht verwirrend genug war

Zeit: das Lieblingskonzept aller, das man ignoriert, bis es 2 Uhr morgens ist und man durch die sozialen Medien scrollt. Aber Physiker, immer die Überflieger, haben damit beschäftigt, es noch seltsamer zu machen. Einsteins Relativitätstheorie hat uns bereits gesagt, dass Zeit nicht fest ist – sie dehnt sich und staucht sich je nach Geschwindigkeit und Schwerkraft. Nun legt eine neue Studie nahe, dass, wenn man die Quantenmechanik in den Mix wirft, die Zeit selbst in einer Superposition existieren könnte, die sowohl schneller als auch langsamer fließt. Danke, Quantenphysik.

Das Papier mit dem Titel „Quantum signatures of proper time in optical ion clocks“ erschien am 20. April 2026 in Physical Review Letters. Die Forschung wurde von Assistenzprofessor Igor Pikovski vom Stevens Institute of Technology geleitet, mit experimentellen Teams unter der Leitung von Christian Sanner an der Colorado State University und Dietrich Leibfried am National Institute of Standards and Technology (NIST). Ihre kühne Behauptung? Genau die Technologie, die für die nächste Generation von Uhren und Quantencomputern entwickelt wird, könnte es uns ermöglichen, diesen Wahnsinn tatsächlich zu testen.

Sie haben von Schrödingers Katze gehört – der Katze, die gleichzeitig lebendig und tot ist, bis man sie ansieht. Die Forscher schlagen etwas ebenso Absurdes vor: Eine Uhr in einer Quantensuperposition könnte mehrere Zeitflüsse gleichzeitig erleben, wie eine Katze, die gleichzeitig ein Kätzchen und ein Senior ist. „Zeit spielt sehr unterschiedliche Rollen in der Quantentheorie und in der Relativitätstheorie“, sagt Pikovski. „Was wir zeigen, ist, dass die Zusammenführung dieser beiden Konzepte verborgene Quantensignaturen des Zeitflusses offenbaren kann, die nicht mehr durch die klassische Physik beschrieben werden können.“

Die Relativitätstheorie bringt die Zeit bereits auf beobachtbare Weise durcheinander. Eine Uhr, die sich mit 10 m/s für 57 Millionen Jahre bewegt, würde gegenüber einer stationären Uhr um etwa eine Sekunde zurückbleiben – eine Tatsache, die durch ultrapräzise Geräte wie Aluminium-Ionen-Uhren am NIST bestätigt wurde. Das „Zwillingsparadoxon“ erklärt dies: Ein Zwilling geht auf eine Hochgeschwindigkeitsreise und kehrt jünger zurück als der, der zu Hause geblieben ist. Die neue Studie treibt dies in den Quantenbereich und fragt, ob eine einzelne Uhr in Superposition mit zwei verschiedenen Raten ticken könnte. Die Quantentheorie sagt ja, aber bis vor kurzem war der Effekt zu subtil, um ihn zu beobachten.

Hier kommen Ionenuhren ins Spiel, die einzelne Ionen (Aluminium oder Ytterbium) einfangen, sie nahe dem absoluten Nullpunkt kühlen und ihre Quantenzustände mit Lasern steuern. Die Analyse des Teams zeigt, dass die Kombination dieser Uhren mit Techniken des Quantencomputings mit gefangenen Ionen verborgene Quanteneigenschaften der Zeit offenbaren könnte. „Atomuhren sind jetzt so empfindlich, dass sie winzige Zeitunterschiede erkennen können, die durch thermische Vibrationen bei winzigen Temperaturen verursacht werden“, sagt Gabriel Sorci, Doktorand am Stevens Institute of Technology und Co-Autor. „Aber selbst bei der Temperatur des absoluten Nullpunkts, dem Grundzustand, wird die Tickrate allein durch Quantenfluktuationen beeinflusst.“

Aber warum dort aufhören? Die Forscher schlagen vor, das Vakuum selbst zu manipulieren, indem sie „gequetschte Zustände“ erzeugen, bei denen sich Position und Geschwindigkeit bizarr verhalten. Unter diesen Bedingungen könnte eine einzelne Uhr gleichzeitig schneller und langsamer ticken und sich dabei mit ihrer eigenen Quantenbewegung verschränken. Es ist, als hätte die Uhr eine existenzielle Krise.

Das Team hofft, dies experimentell zu testen. „Wir haben die Technologie, um das erforderliche Quetschen zu erzeugen, und einen Weg, die benötigte Uhrenpräzision in Ionenuhren zu erreichen, um solche Effekte zum ersten Mal zu beobachten“, sagt Sanner. Pikovski, dessen frühere Arbeiten den Nachweis einzelner Gravitonen (der hypothetischen Teilchen, die Gravitation übertragen) umfassen, ist begeistert von den breiteren Implikationen: „Die Physik ist immer noch voller Geheimnisse auf der grundlegendsten Ebene. Quantentechnologien geben uns jetzt neue Werkzeuge, um Licht darauf zu werfen.“

Also, wenn Sie das nächste Mal zu spät kommen, geben Sie einfach der Quantensuperposition die Schuld. Ihre Uhr war technisch gesehen pünktlich – und auch zu spät – gleichzeitig.