Für Elementarteilchen wie das Elektron galt gemeinhin der eherne Grundsatz, dass man sie nicht teilen könnte. Trotzdem gibt es ein Phänomen namens Elektronenfraktionierung. In manchen Materialien kann ein Elektron in kleinere Ladungspulse unterteilt werden, die einem Bruchteil der Ladung eines Elektrons entsprechen. Die Frage ist, warum das funktioniert!?

In einem Artikel in der Zeitschrift Nature Communications beschreibt ein Physiker-Team der Ecole Normale Supérieure in Paris und des Laboratory for Photonics and Nanostructures in Marcoussis ein Experiment zur Untersuchung der Eigenschaften der Elektronenfraktionierung, mit dem normalerweise Photonen untersucht werden. Die dabei auftretenden Phänomene ereignen sich im Picosekunden-Maßstab. Den Forschern gelang dabei die Visualisierung eines Elektronen-Wellenpackets in zwei fraktionierte Pakete mit jeweils der Hälfte der Ladung. Dabei handelt es sich um das erste Experiment, bei dem die Phänomene bei einem einzelnen Elektron demonstriert werden konnten.

Die verwendete Technik nennt man Hong-Ou-Mandel-Verfahren. Man kann dabei die Ähnlichkeit von zwei Photonen untersuchen. In diesem Fall wurden Elektronenladungpuls mit einem Interferometer bestimmt. Hierzu war ein Emitter für einzelne Elektronen erforderlich, der von den Forschern entwickelt wurde. Das Experiment zeigte, dass die Resultate nicht wiederum als einzelne Teilchen betrachtet werden können, sondern dass sie in einem kollektiven Status aus mehreren Anregungen verbleiben, wobei das originale Elektron zerstört wird. Als nächstes wollen die Forscher ein Elektron gleich in mehrere Teile „spalten“.