Die geheimnisvolle Welt der QuantenQuarks&CoVorschauAktuellArchiv

Nichts ist unmöglich: Erstaunliche Effekte in der Welt der Quanten Die Welt der Quanten ist nicht nur für Physiker erstaunlich - ihre Objekte weichen im Verhalten sehr von unserem gewohnten Alltag ab. Nichts ist hier so, wie der gesunde Menschenverstand erwarten würde. Kein Grund für Quarks, aufzugeben - wir wollten mit einigen Fernsehtricks versuchen, die Makrowelt in die Mikrowelt der Quanten zu verwandeln. Niemand- am allerwenigsten die Physiker - kann in diese abstrakte und unwirkliche Welt so eintauchen und sagen, wie ein Quantenobjekt aussieht... Das Mittel der Analogie aber kann drastisch klar machen, was anders ist in dieser Quantenwelt. Analogien bleiben aber Analogien und nur ein Hilfsmittel! 100 Meter Lauf: Warum Objekte "zerfließen" und man sich entscheiden muss, was man wissen will In der Alltagswelt bleiben Objekte in ihrer Form und ihrer Gestalt so, wie sie sind - sie altern höchstens oder können sich verletzten und tragen damit die "Spuren der Zeitlichkeit" mit sich herum. In der Quantenwelt kommt ein völlig neues Phänomen hinzu: Quantenobjekte "zerfließen" mit der Zeit. Die Experten nennen das das "Zerfließen der Wellenpakete" - eine Konsequenz der Gleichungen, die das zeitliche Verhalten der Quantenobjekte beschreiben... Um einen Eindruck zu vermitteln, wie schnell das Zerfließen vonstatten geht: Wäre der Leichtathlet ein Elektron, und wüsste man vor dem Start, dass er sich in einem Raumbereich aufhält, der einem Atom entspricht - dann würde er schon in 0,000.000.000.000.000.1 Sekunden in den doppelten Raumbereich zerflossen sein. Das Zerfließen geht also blitzschnell - aber immer noch langsam genug, um einen 100 Meter Lauf machen zu können, bei dem ein einigermaßen "lokalisierter" Läufer am Ziel ankommt... Hinzu kommt noch ein weiterer Aspekt: Man muss sich als Beobachter entscheiden, ob man den ORT oder ob man die GESCHWINDIGKEIT des Elektrons wissen will Beides gleichzeitig wissen zu wollen, verbietet die Quantenphysik (wegen der "Heisenbergschen Unbestimmtheitsrelation"). Hochsprung: Warum Quantenobjekte durch Mauern und Wände "tunneln" können Kein Mensch käme auf die Idee zu glauben, dass man "durch Wände" gehen kann. Solche "paranormalen" Phänomene gibt's höchstens im Film, oder in der Quantenwelt... und hier heißt das "Tunneleffekt". Unsere Quarks-Analogie ist der Hochsprung: Um ein Hindernis zu überwinden, muss man in unserer Alltagswelt schon drüberspringen. Auch wenn im Zehnkampf keine Mauern und Wände stehen (man erinnere sich aber an die "kriegerische" Anleihe beim Zehnkampf - schließlich kommt der Hochsprung vom Überspringen der Mauern bei Soldaten) - so muss der Athlet immer über die Latte springen. Nicht so als Quantenobjekt: Hier könnte er auch - mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit - direkt durch die imaginäre Wand "tunneln" und käme trotzdem auf der anderen Seite an. Die Wahrscheinlichkeit ist klein - aber nicht Null. Der Tunneleffekt beschreibt also die prinzipielle Unmöglichkeit, Objekte auf Dauer in einem Raumbereich einzuschließen. In der Quantenwelt gibt es keine lebenslänglichen Gefangenen... Kugelstoßen: Wie die Quantentheorie zu ihrem Namen kam In der Alltagswelt läuft alles "kontinuierlich" ab - so auch beim Gewichteheben. Je schwerer eine Kugel, umso mehr muss man sich anstrengen, sie zu bewegen. So auch im Kugelstoßen, wenn also Michael Vitt die sieben Kilogramm schwere Eisenkugel hebt. In der Quantenwelt läuft dagegen alles ge-"quantelt" ab: Wenn man etwa ein Elektron in einem Atom auf ein höheres Energienieveau heben will, dann braucht man eine exakt einzuhaltende Energieportion, um das bewerkstelligen zu können - nicht mehr, aber auch nicht weniger. Heinz Greuling

	2000 Westdeutscher Rundfunk	Sendedatum: 14.11.2000