Faszination Quantentechnik - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Technik+Digitales

Faszination Quantentechnik

Strahlend schön und sensibel: Quanteneffekte im Kristallgitter eines künstlichen Diamanten machen ihn zu einem äußerst empfindlichen Sensor. (Foto: W. Scheible)

Bizarr, geheimnisvoll UND enorm nützlich – in den Phänomenen der Quantenwelt steckt enormes Potenzial! Die Quantenmechanik hat bereits die Entwicklung erstaunlicher Anwendungen ermöglicht und weitere zeichnen sich ab: Die Zeitschrift bild der wissenschaft berichtet in der April-Ausgabe, wie Forscher Effekte aus dem Quantenkosmos technisch nutzbar machen.

Atome, Elektronen, Photonen… Die Quantenmechanik befasst sich mit den Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten von Materie im Größenbereich der Atome und ihrer Bestandteile. Sie bildet die Grundlage für das Verständnis von Phänomenen der unterschiedlichen Teilbereiche der Physik. Lange Zeit interessierten sich auch nur Theoretische Physiker für das Verhalten der Objekte im Mikrokosmos. Doch das änderte sich mit der Entwicklung von Techniken wie Lasern und Transistoren. Nun kann man geradezu von einer Quanten-Revolution sprechen, berichtet bild der wissenschaft (bdw).

Im ersten Artikel der fünfteiligen Titelgeschichte gibt der bdw Technik-Experte Ralf Butscher zunächst eine Einführung in die Welt der teils erstaunlich und magisch wirkenden Quantenphysik. Er berichtet etwa darüber, wie Objekte an mehreren Orten zugleich sein können oder „spukhaft“ miteinander verbunden sind. „Bei der Quantentheorie übersteigt die Natur den menschlichen Verstand“, bestätigt auch der Physiker Michael Totzeck von der Firma Zeiss und der Universität Konstanz. „Man kann zwar berechnen, was geschieht, aber man kann es nicht verstehen.“

Von der Theorie zur Anwendung

Im Teilartikel „Bits im Temporausch“ berichtet der bdw Autor Frank Grotelüschen von einer vielversprechenden Entwicklung in der Quantentechnik: den Quantencomputern und ihren erstaunlichen Anwendungsmöglichkeiten. Eine neue Form von Informations-Bits lässt das Rechnen demnach geradezu abheben. Heute noch unlösbare Aufgaben könnten mit dieser Technik einmal im Handumdrehen zu bewältigen sein.

Anzeige

Mit einem weiteren Anwendungsfeld befasst sich Grotelüschen im dritten Teil der Titelgeschichte: Die sogenannte Quantenkryptografie könnte die digitale Kommunikation wirklich sicher machen und damit Datendieben das Leben erschweren. Der Autor erklärt im Artikel „Ganz im Vertrauen“, wie das möglich ist und welche Hürden Forscher noch zu überwinden haben.

Im vierten Teil leuchten Diamanten: Die speziellen Edelsteine reagieren hochempfindlich auf Magnetfelder, Wärme oder elektrischen Strom und eignen sich deshalb als Basis für eine neue Generation von Messfühlern – für Quantensensoren. Sie könnten damit die Elektronik revolutionieren, berichtet Grotelüschen.

Zum Abschluss der Reihe wird es noch einmal besonders geheimnisvoll: Mithilfe der Quantenphysik kann man auch gleichsam um die Ecke blicken. Forscher nutzen die Verschränkung von Lichtteilchen, um Unsichtbares sichtbar zu machen, wie aus dem Beitrag „Geisterhafte Bilder“ hervorgeht.

Das Titelthema „Quanten-Revolution“ finden Sie in der April-Ausgabe von bild der wissenschaft, die ab dem 20. März im Handel erhältlich ist.

Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Liken und keine News mehr verpassen!

Anzeige

Stoppuhr für den Quantensprung

Physiker ermitteln erstmals die absolute Dauer von Einsteins photoelektrischem Effekt weiter

Der Vollmond ist "geladen"

Ionosphäre des Mondes enthält bei Passage hinter der Erde am meisten Plasma weiter

Wie unsere Wirbelsäule entstand

Evolution des Säugetier-Rückgrats entschlüsselt weiter

Skurril: Gottesanbeterin fängt Fische

Fangschrecke macht Jagd auf Guppys weiter

Wissenschaftslexikon

An|ti|fon  〈f. 20; Mus.〉 = Antifonar; oV Antiphon ... mehr

Psy|cho|chir|ur|gie  auch:  Psy|cho|chi|rur|gie  〈[–çir–] f. 19; unz.〉 chirurgische Behandlung des Hirns bei sonst nicht beeinflussbaren psych. Erkrankungen ... mehr

Hand|shake  〈[hændk] m. 6〉 1 Händeschütteln (als offizielle Begrüßungs– od. Abschiedszeremonie) 2 〈IT〉 Austausch von Signalen zw. Computern, der anzeigt, dass eine Verbindung besteht bzw. eine Kommunikation möglich ist ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige