Hier wird das Diagramm lediglich anhand der Buttons beschrieben und ein kleiner Exkurs, was es mit der Bombe auf sich hat, eingeschoben. Die Situation ist stark idealisiert. Auf Vereinfachungen, die Sache nicht komplizierter machen sollen als nötig, sowie auf die Vorzüge dieses Weges im Vergeich zu konventionellen Einführungen in die Quantentheorie wird in dem unter dem Button didaktischer Hintergrund abrufbaren Dokument eingegangen.

Die Buttons können in beliebiger Reihenfolge angeklickt werden. Die fünf Buttons der ersten zwei Gruppen werden durch einen weiteren Klick wieder deaktiviert. Die verbleibenden vier Buttons dienen dazu, durch wiederholtes Anklicken statistische Experimente zu simulieren.

Alle Buttons der linken Spalte gehören zur Interferometer-Anordnung (nur Detektor 2 reagiert), alle Buttons der rechten Spalte gehören zur Anordnung mit Hindernis in einem Strahlengang (beide Detektoren können reagieren). Um die Photonenbeispiele zu verstehen, sollte immer wieder zur klassischen Variante bzw. zum Strahlengang geklickt und auf die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischer klassischer und Quantentheorie geachtet werden.

Gesamte Strahlengeometrie: Dieser Button ist bereits aktiviert, wenn Sie das Diagramm aufrufen. Die grau eingezeichneten Linien stellen die Wege dar, die ein Lichtstrahl im Prinzip nehmen könnte. Fällt ein Lichtstrahl aus der Quelle in die Apparatur, so wird er zunächst an einem halbdurchlässigen Spiegel in zwei Teilstrahlen aufgespaltet. Durch zwei Spiegeln wieder zusammengeführt, treffen die Strahlen einander wieder in einem halbdurchlässigen Spiegel und können durch zwei Detektoren (Belichtungsmesser) registriert werden.
Klicken Sie den Button an, so verschwinden die grauen Linien, und der "nackte" Aufbau wird erkennbar.

Interferometer: Die obige Beschreibung ist nicht ganz richtig, oder zumindest unvollständig: sie läßt den interessantesten Effekt unter den Tisch fallen. Der besteht darin, daß in den Detektor 1 gar kein Licht fällt! Die zwei in den zweiten halbdurchlässigen Spiegel fallenden Teilstrahlen werden in je zwei weitere aufgespaltet, sodaß wir es insgesamt mit vier Teilstrahlen zu tun haben, von denen jeweils zwei einander überlagern (interferieren). Die beiden in Detektor 2 fallenden Teilstrahlen haben jeweils eine identische "Geschichte" - sie wurden einmal nach links, dann nach rechts reflektiert. Wir müssen gar nicht genau wissen, was mit einer Welle bei einer Reflexion passiert (monochromatische Wellen erhalten einen Phasensprung von l/4 - für eine genauere Bemerkung dazu siehe diese Seite), um zu sehen, daß diese beiden Teilwellen relativ zueinander keine Phasenverschiebung erlitten haben und daher die gesamte Intensität der ursprünglichen Welle vom Detektor 2 registriert wird. Da die gesamte Lichtintensität sich in einer solchen Anordnung nicht ändern kann, bleibt für den Detektor 1 "nichts übrig" - die dort einfallenden Teilstrahlen löschen einander aus!
Diese Konfiguration (beide Wege sind frei) wollen wir als "Interferometer-Anordnung" bezeichnen.

Mit Hindernis: Das ändert sich natürlich, wenn in einen Strahlengang ein Hindernis eingefügt wird. Ein Teil des Lichts wird der Apparatur entzogen, und den am zweiten halbdurchlässigen Spiegel entstehenden zwei Teilstrahlen fehlen nun die "Partner" zu möglicher Verstärkung oder Auslöschung. Insgesamt gehen 50 Prozent der ursprünglichen Intensität durch das Hindernis verloren, und je 25 Prozent werden von den Detektoren registriert. So erkennt man aus den Detektordaten leicht, ob ein Strahlengang versperrt ist: das ist der Fall, wenn der Detektor 1 Licht registriert.

Licht: Eine etwas symbolisierte Form einer einfallenden lokalisierten Lichtwelle (Wellenpaket). Die nach dem zweiten halbdurchlässigen Spiegel in Richtung Detektor 1 wandernden Teilwellen sind genau "negativ zueinander" (wo die eine einen "Wellenberg" besitzt, hat die andere ein "Wellental", und ihre Summe ist 0), sodaß dort netto gar keine Welle existiert.

Mit Hindernis: Jetzt fehlen die Interferenzpartner, sodaß auch für Detektor 1 etwas abfällt. Da nun die gemessenen Intensitäten nur mehr 25 Prozent der einfallenden ausmachen, leuchten die Detektoren nicht so hell auf wie Detektor 1 in der Interferometer-Anordnung.

Photon: Licht besteht aus Teilchen, den Photonen (siehe auch die Informationen unter dem Button physikalischer Hintergrund). Es ist heute möglich, einzelne Photonen experimentell zu erzeugen. "Licht" im Alltagssinn ist einfach aus einer sehr großen Zahl von Photonen zusammengesetzt. Wird ein einzelnes Photon in die Apparatur geschossen, und ist kein Hindernis vorhanden, so macht das Photon genau dasselbe wie das "Licht" - es wird immer vom Detektor 2 registriert. Die Detektoren müssen nun sensibel genug sein, um einzelne Photonen zählen zu können. Es erscheinen Ausgabefelder, die die Anzahl der registrierten Photonen anzeigen. (Über die eingeblendeten Fragezeichen wird sogleich zu reden sein). Der Versuch kann mit einem zweiten Photon durch erneutes Anklicken des Buttons wiederholt werden. Wieder ist das Resultat dasselbe. (Wenn ein anderer Button gewählt wird, so werden die Detektoren automatisch auf 0 zurückgesetzt). Dieses Verhalten kann experimentell nachgewiesen werden. Wir schließen also: Photonen verhalten sich so, als ob sie sich gemäß den Gesetzmäßgkeiten einer Welle bewegen. Damit kein Mißverständnis aufkommt: Photonen sind Teilchen. Lassen Sie sich nicht erzählen, daß sie "manchmal" eine Welle sind. Wann immer der Ort eines Photons gemessen wird, erscheint er nicht "ausgeschmiert", wie der "Ort" einer Welle, sondern lokalisiert, so wie man sich den Ort eines Teilchens vorstellt. Dennoch treten hier Interferenzerscheinungen auf. Irgendetwas "verbietet" es dem Photon, in den Detektor 1 zu gelangen.
Die Bedeutung der eingeblendeten Fragezeichen: Kann man entscheiden, welchen Weg ein Photon, nachdem es im Detektor 2 registriert wurde, genommen hat - den oberen oder den unteren? Um das zu tun, müßte man einen weiteren Detektor aufstellen, und dessen Effekt wäre der gleiche wie der eines Hindernisses. Klicken wir also auf den nächsten Button!

Mit Hindernis: Hier tritt nur ein extrem wichtiges Phänomen auf. Auch falls ein Hindernisses einen der beiden Wege versperrt, verhält sich jedes einzelne Photon so wie das "Licht" in derselben Situation. Bei oftmaliger Wiederholung des Versuchs (durch Buttonklicks) wird statistisch gesehen etwa die Hälfte aller Photonen in gar keinen Detektor gelangen, sondern durch das Hindernis der Apparatur entzogen werden. Je ein Viertel wird von jedem Detektor registriert werden. Damit ist die Frage nach dem Weg eines Photons in der Interferometer-Anordnung entschieden: er ist einer Messung nicht zugänglich, denn jeder weitere Detektor wirkt wie ein Hindernis und zerstört die Interferenz und damit den gesamten Versuchsaufbau! Daher die Fragezeichen. (Genau genommen dürften müßten wir das Photon immer nur durch Fragezeichen darstellen, sodaß das ganze Diagramm nur Fragezeichen und das Reagieren der Detektoren enthielte, denn jede Messung macht einen Detektor notwendig und stellt damit ein Hindernis dar - aber wir wollten es nicht übertreiben).
Moderne Experimente haben dieses Verhalten erhärtet: über den Ort eines Photons läßt sich vor einer Messung im Allgemeinen nur eine Wahrscheinlichkeitsaussage treffen - so als ob dieser Ort "gar nicht existieren würde", oder so als ob das Photon an allen möglichen Orten "gleichzeitig" wäre. Die Wahrscheinlichkeit für Meßresultate gehorcht aber nun den Gesetzen einer Welle, weshalb man von einer Wahrscheinlichkeitswelle spricht. Diese Welle können wir uns auch im Diagramm ansehen: es ist gerade die klassische Lichtwelle, die durch die zwei oben besprochenen Buttons aufgerufen werden kann!!! Licht besteht gemäß der Quantentheorie aus Teilchen, deren Verhalten nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorausgesagt werden kann, und diese Wahrscheinlichkeit trägt Wellencharakter. Die "Lichtwelle" ist also gar keine Meßgröße - sie besteht nicht im Auftreten der physikalischen Erscheinung "Licht", sondern in der Möglichkeit des Auftretens von Photonen. Sie ist eine Möglichkeitswelle! Nur bei einer sehr großen Zahl von Photonen erscheint sie uns als eine physikalische Realität. Das ist der Kern der Quantentheorie. (Der quantentheoretische Formalismus, der zurecht den Ruf trägt, schwierig zu sein, dient nur dazu, die auftretenden Wahrscheinlichkeiten zu berechnen. In unserer Situation haben sie "eingestellt" - wir wissen sie von vornherein und müssen daher gar nichts ausrechnen). Und um dieses erstaunliche Verhalten der Natur besser zu verstehen, kommen jetzt die Bomben ins Spiel.

Exkurs: Die Sache mit der Bombe

Wir plazieren nun eine der Bomben in die Apparatur, sodaß die Zündvorrichtung - fall sie überhaupt vorhanden ist - den oberen Strahlengang blockiert. Abgesehen von den hineingeschossenen Photonen soll der Versuch im Dunkeln stattfinden. Im Dunkeln kann man die Schutzkappe entfernen, und wir zeichnen sie der Einfachheit halber gar nicht ein.

Blindgänger: Falls die Bombe keine Zündvorrichtung hat, ist der obere Strahlengang frei, und es passiert haargenau dasselbe wie in der reinen Interferometer-Anordnung: jedes Photon wird von Detektor 2 registriert.

Scharfe Bombe: Falls die Bombe eine Zündvorrichtung besitzt, wirkt diese wie ein Hindernis, und es können - völlig identisch zum oben behandelten Fall - drei Dinge passieren:

• Das Photon trifft auf das Hindernis, d.h. die Zündvorrichtung, und die Bombe explodiert. Dann wissen wir natürlich, daß sie scharf war. Dies geschieht mit einer Wahrscheinlichkeit von ½.
• Detektor 2 registriert das Photon. Dann können wir nichts aussagen, denn das kann auch bei einem Blindgänger passieren. Dies geschieht mit einer Wahrscheinlichkeit von ¼.
• Detektor 1 registriert das Photon. Dann wissen wir, daß der obere Strahlengang unterbrochen ist, d.h. daß die Bombe scharf ist. Und sie ist nicht explodiert! In diesem Fall erscheint ein Rufzeichen im Diagramm - eine scharfe Bombe wurde "sanft" aufgedeckt. Dies geschieht ebenfalls mit einer Wahrscheinlichkeit von ¼.

Es lohnt sich, darüber nachzudenken, woher eigentlich die Information kommt, daß eine der getesteten Bomben scharf ist. Siehe dazu das unter physikalischer Hintergrund abrufbare Dokument.