die nte Dimension: alte physik: quantenmechanik

Navigation

Einleitung

Die Quantenmechanik stellt die zweite Säule der Physik des 20. Jahrhunderts dar. An ihr haben einige der besten Physik des letzten Jahrhunderts, darunter auch Albert Einstein, Max Planck und Werner Heisenberg gearbeitet. Sie stellt das komplette Gegenteil zur Relativitätstheorie dar: sie arbeitet nicht in der Größenordnungen von Planeten sondern beschäftigt sich mit den kleinsten Bausteinen der Materie, den Atomen. Zusammen mit der Relativitätstheorie haben erst diese beiden Theorien die Entwicklung aller modernen Technologien erlaubt.

Geschichte und Entwicklung

In der Physik ist fast alles entdeckt und erklärt. Es gibt nur noch ein paar Probleme mit der Strahlung schwarzer Körper.

Vor seinem Studium war Max Planck unsicher, ob er Physik studieren sollte. Er fragte einen Professor von der Universität, der ihm erklärte, dass in der Physik fast alles entdeckt sei und man die letzten Probleme mit dem Spektrum des schwarzen Körper auch noch irgendwie in den Griff bekommen werde. Ein so brillianter Kopf wie Max Planck sollte sich nicht damit beschäftigen. Doch ungeachtet dieses Hinweises studierte er Physik und sollte in der Strahlung des schwarzen Körpers das Tor zu einem revolutionären Gebiet der Physik finden: der Quantenmechanik, auch bekannt als Quantentheorie und Quantenphysik. Dabei waren seine Entdeckungen im allerersten Moment sehr einfacher Natur: Energie ist gestückelt. Daher, Energie ist nicht ein Fluss sondern besteht aus kleinen Energiepaketen, den sogenannten Quanten. So ist auch Licht kein „Kontinuum“ sondern besteht aus kleinsten Teilchen, den sogenannten Lichtquanten oder Photonen.

Ausgehend von diesem Prinzip haben sich viele Physiker wie Niels Bohr und Albert Einstein mit dieser Theorie auseinandergesetzt, sie verifiziert und weiterentwickelt. Der nächste Durchbruch kam durch Louis de Broglie. Er zeigte, dass auch Masse Welleneigenschaft wie das Licht hat – die Welle-Teilchen-Dualität war geboren. So abstrakt und mit normalen Menschenverstand nicht mehr zu erfassend das Prinzip auch war, so beinhaltete es Voraussagen, die fast noch fantastischer sind als das Prinzip selbst. Trotzdem hat es sich als vollständig richtig und akkurat erwiesen. Auf Basis dieser Entwicklungen erarbeiteten Heisenberg und Schrödinger unabhängig zwei unterschiedliche mathematische Konzepte der Theorie, die sich letztlich als gleich erwiesen. Dabei entdeckte Schrödinger die in physikalischen Kreisen sehr bekannte Schrödinger-Gleichung, welche das Verhalten von „Teilchen“ unter bestimmten Umständen in Abhängigkeit der Zeit betrachtet.

Heutzutage ist die Quantenmechanik die am besten getestete physikalische Theorie die es gibt und hat in keinem Experiment versagt. Die der Quantenmechanik untergeordneten Felder wie Quantenelektrodynamik und Quantenchromodynamik sind die Arbeit der besten Physiker des letzten Jahrhunderts, darunter auch Richard Feynman. Die Forschungen in Verbindung mit der Quantenmechanik haben selbst wiederum zu neuen Theorien wie dem Standardmodell geführt und waren damit der treibende Motor für alle modernen Entwicklungen, die es heute gibt.

Quellen und Links

Quellen Links

In diesem Kapitel...

Quick Quote

Fast Fact