Einstein, Quantenspuk und die Weltformel (German Edition)

das Gefühl, der elektrische Strom fliesse kontinuierlich aus der Steckdose. Wer einmal in unliebsamen Kontakt mit einem Viehhüterzaun gekommen ist, weiss, was ich meine. Dabei handelt es sich einmal mehr um Trugschlüsse, die im Alltag zwar richtig zu sein scheinen, tatsächlich aber nur Annäherungen an die Realität sind. Weder das Licht noch der elektrische Strom fliessen kontinuierlich, sondern quantisiert. Das Licht ist in kleine Energiepakete unterteilt, so genannte Photonen. Ein Lichtstrahl ist nichts anderes als die Aneinanderreihung von sehr vielen solchen Energiepaketen. Von der Lampe in Ihrem Zimmer strahlt nicht beständig Licht, sondern Paket um Paket, Photon um Photon. Wenn Sie in einem Internetshop eine Bestellung tätigen, erhalten Sie die Lieferung auch „quantisiert“. Der Briefträger übergibt Ihnen Paket für Paket. Jedes Paket stellt ein Quant dar, eine kleinste Einheit, die nicht gespalten oder halbiert oder sonst wie aufgeteilt werden kann. Wenn Sie die Lampe anschalten, wird Paket für Paket elektrische Energie aus der Steckdose gezogen und Paket für Paket Licht aus der Glühbirne abgestrahlt. Diese Pakete sind natürlich extrem klein, weshalb wir das Gefühl haben, dass der Strom kontinuierlich fliesst und von der Glühbirne kontinuierlich Licht abgestrahlt wird.
    38 Tatsächlich verhält sich das Licht entweder wie ein Teilchen oder wie eine Welle – bis zur Messung überlagern sich die beiden Verhaltensweisen aber, weshalb hierbei das Licht gleichzeitig Teilchen und Welle ist.
    Könnten wir das Licht jedoch extrem verlangsamen und in Zeitlupe betrachten 39 , könnten wir erkennen, dass das Licht kein zusammenhängender Strahl ist, sondern aus fast unzählig vielen, kleinen Energiepaketen (Photonen) besteht. Diese revolutionäre Erkenntnis zementierte das Fundament der Quantenmechanik 40 . Mit diesem vollkommen neuen Ansatz der Physik konnten zahlreiche Ungereimtheiten und Probleme erklärt werden. Wie bei jeder neuen Entdeckung sind daraus aber auch zahlreiche neue Unbekannte erwachsen.
39 Das würde in der Praxis aufgrund der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit zwar nicht funktionieren, soll aber der Veranschaulichung dienen.
    40 Beim photoelektrischen Effekt und der Entdeckung der Quantisierung von Planck im Jahr 1900 spricht man auch von der „klassischen Quantenmechanik“, da die Erkenntnisse erst lückenhaft auf die Physik angewandt worden sind. Erst in den 20er Jahren erkannte man beispielsweise, dass sich auch Materieteilchen wie Wellen oder Teilchen verhalten können. Später begann man, alle Naturkräfte zu quantisieren, was bisher nur bei der Gravitation nicht gelungen ist.

3.2 Die unheimliche Welt der Quanten
    Die Quantenphysik ist ein unheimliches Bergschloss mit vielen Falltüren, verschlossenen Zimmern und geisterhaften Fertigkeiten. Ein steiniger Pfad führt entlang der Klippe hinauf in die neblige Landschaft dieses Baus. Kein Wegweiser enträtselt die Abzweigungen. Niemand weiss, wohin der Weg führt. Alle kühnen Pioniere haben sich im Dickicht dieser Welt verlaufen. Zu dieser Einsicht gelangt man spätestens dann, wenn man den Schlossgraben überwindet, das Burgtor eintritt und einen Blick in die beängstigend faszinierenden Räume wirft. Im grossen Saal knistert der Kamin und ein Schatten beugt sich über das Gemäuer. Eine halbtote Katze umstreicht das Stuhlbein. Aus der Porzellanschale auf dem schweren Holztisch springt ein Apfel. Durch zwei dünne Spalten fällt ein Licht, das nie jemand sehen kann, weil es sofort verschwindet, wenn jemand hinschaut. Der Stuhl marschiert ins Feuer. Und plötzlich steht eine Ritterrüstung im Saal. Leer, versteht sich. Ein düsteres Szenario aus der Welt der Mythen und Legenden? Sind Sie sich da ganz sicher?
    Leider muss ich Sie enttäuschen. Diese Szenerie ist ein authentisches Abbild der merkwürdigen Phänomene, welche die Quantenphysik des 21. Jahrhunderts derart unheimlich machen. Zumindest solange, bis jemand den geisterhaften Raum beobachtet. Dann geschieht seltsamerweise, was die Theorie (und jeder vernünftige Mensch) erwarten würde. Aber niemand weiss, woher die Räume wissen, dass Sie beobachtet werden – und das zu allem Überfluss auch noch, bevor man es tut. Die Räume verhalten sich nämlich nicht spontan korrekt, wie es Ihre Kinder vielleicht tun, wenn Sie zur kommandierten Schlafenszeit deren Zimmer betreten. Sollen Ihre Kinder schlafen, lesen Sie unter der Decke womöglich einen Comic oder ein Büchlein.