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By Joanne Baker, Bernhard Gerl

Eine Entdeckungsreise in die subatomare Welt und ihre erstaunlichen Phänomene

Die subatomare Welt ist ganz anders als die uns vertraute. In ihr scheinen weder Teleportation noch substitute Realitäten unmöglich zu sein, und vieles von dem, was once wir über das Funktionieren des Universums zu wissen glauben, wird auf den Kopf gestellt. Die Quantenmechanik ist die am wenigsten eingängige Theorie, die sich die Menschheit je ausgedacht hat, und doch verändert sie unsere Sicht der Dinge grundlegend, denn je besser wir verstehen, wie sich Materie auf kleinsten Skalen verhält, desto komplexer und faszinierender wird unsere Welt.

50 Schlüsselideen Quantenphysik bringt uns dieses esoterischste aller wissenschaftlichen Forschungsgebiete näher. In 50 klaren und prägnanten Kapiteln erklärt Joanne Baker die wichtigsten Bausteine dieser faszinierenden Theorie und zeigt anschaulich, wie sie aus überraschenden neuen Einsichten in die Natur des Lichts und den Aufbau von Atomen entstanden ist. Sie spannt den Bogen von dem im 19. Jahrhundert vollkommen unverständlichen Strahlungsverhalten eines schwarzen Körpers über die Heisenberg’sche Unschärferelation und die Entdeckung der Antimaterie bis hin zu modernsten Fragen der Stringtheorie, der Quantencomputer und des Quantenbewusstseins. Gleichzeitig veranschaulicht sie die vielen Paradoxa, wie Schrödingers Katze und die geheimnisvollen Verbindungen, die zwischen Quantenteilchen über Lichtjahre hinweg bestehen können, und die auch heute noch vielen Wissenschaftlern zu denken geben.

Diese faszinierenden Erkundung von Raum, Zeit und der letzten Grenzen des Universums zeigt, wie sich die Quantenphysik auf das Leben, wie wir es kennen, auswirkt, und führt damit den Leser zu einem tieferen Verständnis der grundlegenden Natur unserer Welt.

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Sowohl Wellen als auch Teilchen waren. Doch keines konnte sein echtes Wesen enthüllen. Varianten des Doppelspaltversuchs von Young haben die Welle-TeilchenDualität des Lichts bis zur äußersten Grenze eingeschränkt, aber die Doppeldeutigkeit blieb. Verringert man die Intensität des Lichts so stark, dass einzelne Photonen durch die Spalte gehen, ergibt sich, wenn man nur lange genug wartet, das gleiche Interferenzmuster – die individuellen Photonen häufen sich also so an, dass sich die vertrauten feinen Muster ergeben.

Neutronensterne und weiße Zwerge verdanken ihm ihre Existenz. Wenn Sterne, die größer als unsere Sonne sind, alt werden, funktioniert ihr Fusionsofen nicht mehr. Sie können nicht mehr weiter Wasserstoff in Eisen umwandeln und werden instabil. Wenn ihr Kern zusammenfällt, implodiert der Stern. Dabei fallen ihre äußeren Schichten nach innen, und ein Teil des Gases wird in einer Supernovaexplosion abgestoßen. Während das Gas nach innen fällt, zieht es die Gravitationskraft immer stärker an. Die Reste ziehen sich also zusammen, und die Atome werden zusammengedrückt.

Das Fazit war, dass die Matrizenmechanik mehrere der Eigenschaften des Atoms niemals gleichzeitig erklären konnte. Dies führte schließlich zu Heisenbergs Unschärfeprinzip. Aber bevor dies alles genau geklärt wurde, stahl eine neue Theorie der Matrizenmechanik die Show. Der österreichische Wissenschaftler Erwin Schrödinger schlug eine konkurrierende Erklärung der Elektronenenergien vor, die von einer Wellengleichung ausging. Worum es geht Quanten-Fahrpläne 55 56 Quantenmechanik 14 Die SchrödingerGleichung 1926 gelang es Erwin Schrödinger, die Energien der Elektronen in Atomen zu beschreiben, indem er sie nicht als Teilchen, sondern als Wellen behandelte.

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