Ein körniges Weltall lässt Quantenschaum brodeln

Quantenphysik

Die von Planck ermittelten "Quantensprünge" revolutionierten die Wissenschaft

Max Planck hat Physik und Weltsicht beeinflusst

Der Physiker und Nobelpreisträger Max Planck fand heraus, wie die Wärmestrahlung von Körpern funktioniert, die das Licht vollständig absorbieren und "schwarze Hohlräume" genannt werden.

Die Plancksche Strahlungsformel machte es möglich, die etwa von einem Ofen ausgehende Wärme, aber auch die Sonnenstrahlung exakt zu berechnen. Vor allem aber bedeuteten die von Planck ermittelten "Quantensprünge" eine wissenschaftliche Revolution, denn bisher hatte man immer angenommen, dass die Natur in einer Art gleichmäßigem Gleiten arbeite.

Auf der tiefsten Ebene allen Seins ist das All Schaum

Das Problem der modernen Physik: Albert Einsteins Relativitätstheorien sind gut bestätigt, die Quantenmechanik auch. Beide machen hochpräzise bestätigte Vorhersagen. Aber beide können nicht richtig sein. Physiker sind darum auf der Suche nach einer Theorie, die beide vereinigt. Das ist nicht neu in der Physik: Die Theorien Newtons hatten auch ihr eigenes Versagen vorhergesagt und unsinnnige Werte geliefert. Dennoch nutzen wir sie noch heute, weil sie im Alltag noch stimmen.

Quantenmechanik: "Man kann es nicht verstehen"

Die Quantenmechanik ist der Bereich der modernen Physik, der sich der Anschauung komplett entzieht. Selbst Albert Einstein wollte sie nicht wahr haben und ersann manches Gedankenexperiment, um sie argumentativ zu widerlegen - doch seinen Nobelpreis bekam er genau für seine Beiträge zu diesem Zweig der Wissenschaft. Die Quantenmechanik befasst sich mit einzelnen Teilchen oder Wellen - je nach Interpretation - und deren individuellen Wahrscheinlichkeiten.

Wo gar nichts ist, kann auch noch viel weniger sein

Der Casimir-Effekt lässt eine Kraft wirken, wo nichts ist - im nahezu perfekten Vakuum wirkt die Quantenmechanik: Im Vakuum entsteht zwischen zwei sehr eng benachbarten Platten ein Sog - ein negativer Druck. Da die Energie des Vakuums gleich null ist, muss dort also negative Energie herrschen. Die Erklärung ist eine quantenmechanische: Das Vakuum ist nicht gänzlich leer. Spontan entstehen virtuelle Teilchen und ihr Antiteilchen und vernichten sich sogleich wieder.

Wiener "beamen" Information eines Lichtteilchens

Simon Göblacher, Thomas Herbst und Alessandro Fedrizzi vom Team Prof. Anton Zeilingers von der Uni Wien hat das "Beamen" von Ort zu Ort, wie es sonst nur aus der Sciencefiction bekannt ist, in einem Versuch nachgewiesen - mit den Lichtteilchen, den Photonen. Wenn diese einen nichtlinearen Kristall passieren, entstehen verschränkte Photonenpaare. Zeilinger gelang es, Eigenschaften eines Lichtteilchens auf ein weit entferntes Teilchen im Raum zu übertragen - also ohne Zeitverlust zu "beamen".

Quantencomputer: nicht null, nicht eins - doch beides

Von Quantencomputern nimmt man an, dass sie - sofern die technischen Verwicklungen gelöst werden können - hochrechenaufwändige und derzeit nicht lösbare Aufgaben werden lösen können wie das Dechiffrieren von Codes, die auf der Aufteilung n-stelliger Zahlen in Primfaktoren zerlegen.

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nano extra: "Die körnige Welt“ von Malte Linde am Montag, 10. August 2009, um 18.30 Uhr

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