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Was ist das Nimtz-Experiment?

Im Jahr 1992 veröffentlichte das Journal de Physique in der September-Ausgabe einen Artikel von Achim Enders und Günter Nimtz mit dem Titel ,,On superluminal barrier traversal`` [EN92]. Darin beschreiben die Autoren folgendes Experiment: Ein gaußförmiges Wellenpaket aus Mikroellen des Frequenzbereichs 8.2-9.2 GHz wird in eine Tunnelstrecke geschickt, die aus drei Wellenleitern besteht. Die beiden äußeren Wellenleiter sind groß genug (10.16 mm$\times$22.86 mm), daß ihre Grenzfrequenz mit 6.56 GHz deutlich unterhalb des betrachteten Frequenzbereichs liegt, der mittlere jedoch mißt lediglich 7.90 mm$\times$15.80 mm, und seine Grenzfrequenz ist mit 9.49 GHz zu hoch für die Mikrowellen, die diese Strecke durchtunneln müssen. Mißt man nun die Pulsform des Wellenpakets nach dem Durchgang durch die Tunnelstrecke und vergleicht mit einem Puls, der auf einem der Referenzkanäle den Detektor erreicht, so stellt man fest, daß erstens das Wellenpaket, das die Tunnelstrecke überwand, deutlich abgeschwächt wurde (Die Autoren verwendeten Hohlleiter verschiedener Länge; für den längsten (100 mm) geben sie ein Verhältnis von etwa 1500:1 für die Signalamplituden von Referenzkanal und Tunnelstrecke an. Zweitens trifft das Maximum des getunnelten Pulses nach 130 ps am Detektor ein, das des Referenzpulses jedoch erst nach 200 ps. Die Autoren zogen daraus die Schlußfolgerung, daß das getunnelte Signal sich schneller als das Referenzsignal, mithin schneller als das Licht ausgebreitet habe.

Abbildung: Eine Tunnelbarriere, die den hinteren Teil des Wellenpakets stärker dämpft als den vorderen, läßt das Pulsmaximum nach vorne verschoben erscheinen.
\includegraphics[width=0.7\textwidth]{nimtz_tunnel.eps}




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