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Nerd-Lexikon für Nicht-Nerds: Begriffe aus diversen Fachgebieten, für Nichtfachmänner verständlich erläutert. Über das Lexikon: Über das Lexikon.
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QUANTENMECHANIK
(Kategorie: Physik)

Die Q. ist neben der Relativitätstheorie die bedeutendste Säule der modernen Physik. Während sich letztere mit der Gravitation und den ganz großen Skalen des Universums beschäftigt, geht es bei der Q. um das Gegenteil: um das Verhalten der allerkleinsten Teilchen. Und dabei stellte sich schnell heraus, dass die Welt des Allerkleinsten überhaupt nicht so ist, wie wir sie uns vorstellen. Wahrscheinlichkeiten sind an der Tagesordnung!

Die Anfänge der Q. machte der Physiker Max Planck. Beim Versuch, ein bestimmtes Verhalten bei einer bestimmten Strahlung eines Körpers zu erklären, griff er in der Not auf einen Trick zurück: Die abgestrahlte Energie sollte gewissermaßen portioniert abgegeben werden, d.h. es sollte eine gewisse kleinstmögliche Energiemenge geben. Diese Idee löste sein Strahlungsmuster-Problem, stieß aber trotzdem auf viel Widerstand, da die Vorstellung einer kleinsten Energiemenge absurd schien; Energie kann man immer noch weiter teilen. Davon abgesehen war bereits klar, dass das, was da strahlte, Licht war - und das bestand aus Wellen! Wie sollte es eine portionierte Welle geben...

Es ist das stetig wiederkehrende Muster der Q., dass ab diesem Zeitpunkt Theoretiker seltsame Vorhersagen machten - die sich dann alle im Experiment bestätigten. Hier einfach eine kleine Auswahl zum Weiterlesen, Kopfgrübeln und Verwirrtsein. (Das ist normal bei diesem Thema. Es wehrt sich aktiv gegen unsere Intuition...):

Genug des Sermons. Die Q. ist jedenfalls eine der erfolgreichsten Theorien der Physik. Merkwürdig ist allerdings eines. Die Q. für das ganz Kleine und die Relativitätstheorie für das ganz Große - die beiden sollten sich prächtig vertragen! Tun sie aber nicht. Und das ist ein Problem.

Eines, das zwar nur an wirklich wenigen Stellen wirklich auftaucht, nämlich nur dann, wenn Schwerkraft riesig wird, das Raumgebiet aber sehr klein. Und das kommt eigentlich fast nur in zwei Fällen vor: a) bei Schwarzen Löchern und b) am Anfang des Universums, also beim Urknall. Und hier versagen die Gleichungen der beiden Theorien, wenn man sie gemeinsam anwendet!

Dies ist natürlich ein recht frustrierender Zustand für Physiker: Zwei Theorien, die beide für sich wunderbar funktionieren, können nicht miteinander; es ist wohl ein Zeichen, dass noch ein Puzzleteil fehlt. Um das zu finden, werden momentan große Anstrengungen unternommen: Versucht wird es mit Stringtheorie, Quantenschleifengravitation und vielen anderen Ansätzen - der Durchbruch an dieser Stelle fehlt aber noch.

Also, lieber Lexikon-Leser: Lern Physik und find den Fehler im System! Der Nobelpreis ist dir sicher...

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