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Physik

Mysterium Quantenwelt

Die Quantenwelt bereitet Physikern nach wie vor Kopfzerbrechen. (Bild: ipopba/iSock)

Von wegen Wirklichkeit – die Quantentheorie stellt die Existenz „unserer Welt“ grundsätzlich infrage. Dies sorgt nach wie vor für kontroverse Diskussionen unter Wissenschaftlern. Diesem faszinierend-kniffligen Thema der Physik widmet sich bild der wissenschaft in der Juli-Ausgabe.

„Wer von der Quantentheorie nicht schockiert ist, der hat sie nicht verstanden“, sagte einst der berühmte Physiker Niels Bohr. Das Konzept, das seit Anfang des letzten Jahrhunderts die Physik revolutioniert hat, gilt als experimentell bestätigt und beschreibt doch eine seltsame Welt mit unverständlich wirkenden Konsequenzen: rätselhafte Zufälle, bizarre Interferenzen und „spukhaften Fernwirkungen“ machen die Quantenwelt zu einem Mysterium, mit dem neben Bohr auch schon Albert Einstein haderte.

Zu Beginn des zweiteiligen Titelthemas verdeutlicht eine Einführung, was es mit der Quantentheorie auf sich hat und warum sie so viele Fragen aufwirft. Anhand der Beschreibung des berühmten Doppelspalt-Experiments wird klar, dass bestimmte physikalische Effekte nicht auf klassische Weise zu erklären sind. Phänomene wie die Verschränkung und die Superposition sind auch der Grund dafür, dass aus der Quantentheorie „spukhafte Fernwirkungen“ hervorgehen, wie Einstein diese Effekte bezeichnete. In der mysteriösen Quantenwelt scheinen sich demnach Orte und Entfernungen aufzulösen.

Erschüttertes Verständnis der Wirklichkeit

Im ersten Teilartikel „Einsteins Spuk“ beschreibt der bdw-Experte Rüdiger Vaas, wie Einstein diese Konsequenz des Konzepts nicht akzeptieren wollte, und berichtet von Einsteins freundschaftlichen Kontroversen mit Bohr über die kniffligen Aspekte der Theorie. Dies verdeutlicht, wie schwer sich auch die beiden genialen Stars der Wissenschaft mit dem Verständnis der Quantenwelt taten. Einstein glaubte, dass zur Erklärung der bekannten Effekte noch verborgene Variablen fehlen. Doch dann zeichnete sich ab, dass das nicht der Fall ist. Wenn die Quantentheorie allerdings vollständig ist, hat das drastische Konsequenzen für das physikalische Weltbild: Dann ist die klassische Vorstellung der Realität am Ende – oder zumindest die, dass Objekte in ihr einen festen Platz besitzen und unabhängig voneinander existieren können, schreibt Vaas.

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Anschließend verdeutlicht der Autor im Artikel „kontroverse Quantenrealität“, wie sich das wissenschaftliche Kopfzerbrechen bis heute weiterentwickelt hat. Präzisionsmessungen haben ergeben, dass „spukhafte Fernwirkungen“ das ganze Quantenreich durchziehen. Quantenphysiker diskutieren nun Lösungen, die teilweise völlig bizarr oder surreal anmuten, berichtet Vaas. Um die seltsamen Nichtlokalitäten zu erklären, spekulieren sie über fremde Universen, Rückwärtszeiten und kosmische Verschwörungen. Andere Forscher halten die Realität sogar für höherdimensionale Mathematik oder eine reine Illusion. Zumindest zeichnet sich ab: Die „spukhaften Fernwirkungen“ haben unser vertrautes Weltbild und Wirklichkeitsverständnis zutiefst erschüttert, resümiert Vaas.

Das Titelthema „Streit um die Quantenwelt“ finden sie in der Juli-Ausgabe von bild der wissenschaft, die ab dem 15. Juni im Handel erhältlich ist.

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