Das versteckte Experiment (German Edition)

fremden Planeten beschäftigt.“
    So knapp die Antwort auch ausfiel, sie war wieder einmal ziemlich überraschend für Jan. Christine hatte früher einmal gesagt, sie sei etwa so alt wie er. In diesem Alter gehörte sie schon einem Forscherteam an, das sich mit so komplizierten Fragen beschäftigte. Wie selbstverständlich schien sie vorauszusetzen, dass es Leben auf fremden Planeten gibt und die Erforschung ganz naheliegend ist. Jan wollte seine Überraschung jedoch nicht zeigen.
    „Glaubst du denn, dass es Leben auf fremden Planeten gibt?“, tippte Jan in das Messengerfenster.
    „Ja, aber zurück zum Licht. Du weißt sicher, wie Licht entsteht?“
    Damit war das Thema „Christine“ offenbar wieder einmal erledigt. Jan versuchte sich an seinen Physikunterricht der vergangenen Jahre zu erinnern und schrieb:
    „Im Bohrschen Atommodell, bei dem die Elektronen um den Atomkern kreisen, kann man sich den Vorgang so vorstellen, dass das Elektron nach einer Anregung z. B. durch Wärmezufuhr auf eine höhere, energiereichere Umlaufbahn gelangt. Wenn es dann von der höheren, also vom Kern weiter entfernten Bahn auf eine niedrigere Bahn zurückfällt, wird die Energiedifferenz als Lichtteilchen abgestrahlt, das man Photon nennt. Da die Bahnen bestimmte diskrete Abstände vom Atomkern haben, kann das Photon bei jedem Übergang auch nur ein ganz bestimmtes Quantum, d. h. nur einen ganz bestimmten Betrag an Energie, erhalten.“
    Jan war froh, dass er in mehreren Kursen das Schreiben mit dem Zehnfingersystem erlernt und seine Fertigkeiten auf diesem Gebiet durch seine ständige Arbeit am Computer perfektioniert hatte. Ein bisschen nachdenken musste er bei seiner Antwort schon, sodass es diesmal etwas länger dauerte, bis er seinen Text eingegeben hatte.
    „Gut, Jan. Wie hängt jetzt die Ausstrahlung des Photons mit den Lichtwellen zusammen?“
    „Jedes bewegte Photon stellt gleichzeitig eine Welle dar. Photon und Welle sind zwei verschiedene Erscheinungsformen des gleichen Phänomens. Ich habe gelernt, dass das für jedes Teilchen gilt, z. B. auch für Elektronen und sogar für makroskopische Körper. Selbst einem Tennisball kann man im Prinzip eine Welle zuordnen, die allerdings eine ausgesprochen kleine Wellenlänge besitzt. Je energiereicher ein Teilchen ist, desto kürzer ist die Wellenlänge und desto höher damit die Frequenz, nicht wahr?“
    „Genauso ist es. Übrigens kann man den Grund dafür, dass die Elektronen und damit auch die abgestrahlten Photonen nur ganz bestimmte Energiezustände (Quantenzustände) besitzen, ebenfalls aus dieser Welleneigenschaft ableiten. Wie der Physiker Louis de Broglie gezeigt hat, muss der Bahnumfang ein ganzes Vielfaches der dem Elektron zugeordneten Wellenlänge besitzen, damit sich die Welle nicht durch Interferenz auslöscht. Anders ausgedrückt, können nur solche Bahnen existieren, bei denen nach einem Umlauf Wellenberg wieder auf Wellenberg und Wellental wieder auf Wellental trifft. Sonst würden sich Wellenberg mit Wellental auslöschen. Aus deinen Ausführungen entnehme ich, dass du einiges aus dem Physikunterricht behalten hast.“
    Jan wusste nicht genau, ob er das als Kompliment auffassen sollte, aber er versuchte es. Ihm war klar, wenn er Christines Überlegenheit nicht akzeptierte, konnte er die Gespräche mit ihr nicht fortsetzen. Je mehr er sich auf die naturwissenschaftlichen Themen einließ, desto mehr wurmte ihn sein lückenhaftes Wissen auf diesem Gebiet. Er musste schon über seinen eigenen Schatten springen, um Christines Erklärungen anzunehmen. Was sie schrieb, schien wirklich Hand und Fuß zu haben, jedenfalls soweit er es beurteilen konnte. Anders sah es mit ihren Aussagen zu ihrer Person aus. Hier schien so ziemlich alles widersprüchlich zu sein. Gerne hätte er jetzt wieder einmal in dieser Richtung nachgehakt. Er ließ es jedoch lieber bleiben. Jan erinnerte sich daran, dass Christine versprochen hatte, ihm zu einem späteren Zeitpunkt alles zu erklären.
    „Na ja, ich habe zwar so einfach gesagt, dass Licht sowohl Teilchen als auch Welle ist. Ehrlich gesagt, verstehe ich es aber nicht so richtig“, fuhr Jan fort.
    „Es ist in der Tat sehr merkwürdig. Es gibt physikalische Experimente, die zeigen, dass das Licht aus Teilchen, den Photonen, besteht. Der Nachweis der Photonen mit einem Photo-Detektor ist ein solches Experiment. Andererseits gibt es Erscheinungen, die sich anschaulich nur mit der Wellencharakteristik erklären lassen. Dazu gehört