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Artikel Tagged ‘Einstein’

Vom Higgs zur Quantengravitation

1. April 2013 2 Kommentare

“Vom Higgs zur Quantengravitation” heißt ein “Spektrum Spezial” Heft, das verschiedene Artikel enthält, die in diversen Spektrum der Wissenschaften Heften bereits einmal erschienen sind. An einige konnte ich mich noch erinnern, z.B. an ein Interview mit Leonard Susskind, einen der Väter der Stringtheorie. Einige Texte und die darin vorgestellten Ideen waren entweder neu für mich oder sind es wert, hier wiedergegeben zu werden:

  • Was bringt uns die Entdeckung des Higgs-Boson?
  • Wie weit reichen die Seltsamkeiten der Quanten- in die makroskopische Welt?
  • Wie hängt die Gravitation mit der Quantenwelt zusammen?

Was bringt uns die Entdeckung des Higgs-Boson?

Denn das Higgs-Boson ist nicht nur irgendein weiteres Partikel im Teilchenzoo, sondern vielmehr Eckstein eines geistigen Gebäudes, bekannt als das Standardmodell, das mehrere Theorien miteinander vereint, die die moderne Teilchenphysik beschreiben. Die Existenz dieses Teilchens hatte Peter W. Higgs von der University of Edinburgh bereits 1964 postuliert, unabhängig von ihm auch Francois Englert und Robert Brout in Brüssel sowie drei weitere Theoretiker in London. Das neue Partikel soll alle Elementarteilchen durch einen raffinierten Mechanismus sozusagen mit Masse versorgen.

So weit, so gut. Dieses Zitat findet man in dem Artikel “Der lange Weg zum Higgs”. Der darauffolgende Artikel ist ein Interview mit Siegfried Bethke, der im Leitungsgremium des CERN Deutschland vertritt. Dort liest man:
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Neutrinos schneller als das Licht?

25. Oktober 2011 9 Kommentare

Ende September ging die Nachricht (mit Lichtgeschwindigkeit ;-) ) um die ganze Welt: Bei einem Experiment hatten Physiker in Gran Sasso aus Laufzeitmessungen von Neutrinos, die in Genf entstanden waren, geschlussfolgert, dass sich diese schneller als das Licht bewegt haben müssen. Gelesen habe ich davon zuerst in einem Spiegelartikel. Eine gute Grafik des “Versuchsaufbau” findet man hier.

Eine zweite Abbildung mit einer mehr “geografischen Draufsicht” stammt von hier.
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EPR-Phänomen und Emergentismus

19. Februar 2011 Keine Kommentare

Reduktionismus versus Emergentismus

Seit langem gibt es im naturalistischen Lager einen Streit zwischen den so genannten Reduktionisten und den Emergentisten. Zur Begriffsklärung:

  • Naturalisten sind der Meinung, dass zur Beschreibung und Erklärung der Naturvorgänge kein Rückgriff auf ein höheres, übernatürliches Wesen notwendig ist.
  • Reduktionisten vertreten die Ansicht, dass Vorgänge, die derzeit auf einer bestimmten Betrachtungsebene am besten erklärt werden können, im Prinzip auch auf niedrigeren Ebenen vollständig beschrieben werden können. Vulgo: Bewusstseinsvorgänge sind biologische Vorgänge, biologische sind chemische und chemische sind physikalische.
  • Emergentisten hingegen denken, dass auf höheren Komplexitätsebenen neue Eigenschaften auftreten, die irreduzibel sind. Wechselt man die Beschreibungsebene, dann können diese Eigenschaften dort nicht mehr erklärt werden, weil sie auf dieser niedrigeren Ebene gar nicht vorhanden sind.

Wer ein einprägsames Beispiel benötigt: Reduktionisten, wenn sie zugleich dem Determinismus anhängen, müssen der Aussage zustimmen, dass das Ergebnis der nächsten Bundestagswahl im Prinzip durch eine Untersuchung aller Atome aller beteiligten Menschen und ihrer Umwelt bestimmt werden kann. Emergentisten sind der Meinung, dass das prinzipiell unmöglich ist. Selbst wenn man den Determinismus weglässt, kommen Reduktionisten zu Schlussfolgerungen, die unseren Alltagserfahrungen widersprechen, z.B. leugnen sie die Willensfreiheit des Menschen. Reduktionisten müssen ihn zu einer Illusion machen, weil er in der Physik nicht existiert. (Bissiger Einwurf: Konsequenterweise müsste das dann aber für alle nicht physikalischen Phänome genauso gelten, für Leben, Bewusstsein, den deutschen Bundestag.)
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Bedroht die Quantenverschränkung Einsteins Theorie?

18. April 2010 Keine Kommentare

Die Hefte der Reihe “Spektrum-Dossier” des Spektrum-Verlags sind jeweils einem bestimmten Thema gewidmet. Meistens werden dort Artikel nochmals veröffentlicht, die bereits zuvor in anderen Zeitschriften des Verlags, z.B. in “Spektrum der Wissenschaften” erschienen sind. Manchmal kann ich mich sofort wieder an einen Artikel erinnern, manchmal gar nicht, manchmal kommt mir ein Beitrag erst beim Lesen wieder bekannt vor. Der Artikel “Bedroht die Quantenverschränkung Einsteins Theorie?” ist ein Beispiel für den dritten Fall.

Thema dieses Artikels ist die Diskussion der Konsequenzen der quantenmechanischen Verschränkung für die (spezielle) Relativitätstheorie. Der Wikipediaartikel zur Quantenverschränkung ist als Einstieg wenig erhellend, deshalb hier mein Versuch einer einfacheren Erklärung. Man kann zwei oder mehrere Teilchen so miteinander koppeln, dass man bei der Messung von Eigenschaften eines Teilchens zugleich eine Aussage über Eigenschaften des anderen Teilchens machen kann, ohne die betreffende Eigenschaft an diesem Teilchen selbst zu messen. Solche Teilchenensemble gelten dann als verschränkt.
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Banesh Hoffmann: Einsteins Ideen

29. Juni 2008 Keine Kommentare

Es ist verblüffend, aber man kann immer wieder ein Buch über die Relativitätstheorie lesen, und man wird trotzdem wieder Neues entdecken (und weitere Denkfehler korrigieren müssen). Banesh Hoffmann war in den dreißiger Jahren Einsteins Assistent am Institute for Advanced Study, er ist 1986 gestorben. Das Buch ist bereits 1983 auf Englisch erschienen.

Neu für mich zum Beispiel, zu welchen Widersprüchen Newtons “absoluter” Raum und seine “absolute” Zeit in der Physik geführt haben, Newton schrieb:

“Die absolute, wahre und mathematische Zeit verfließt an sich und vermöge ihrer Natur gleichförmig, und ohne Beziehung auf irgendeinen äußeren Gegenstand.”

Hoffmann dazu:

“Die absolute Zeit fließt gleichförmig” ist eine tautologische Aussage, das heißt, ein Satz ohne eine eigenständige inhaltliche Bedeutung. Denn wie könnte man den gleichmäßigen Fluss der absoluten Zeit überprüfen, wenn nicht mit der absoluten Zeit selbst; und wie könnte in diesem Fall ihr Fluss anders als gleichmäßig erscheinen.

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Silvia Arroyo Camejo: Skurrile Quantenwelt

7. Juni 2006 Keine Kommentare

Neugierig auf das Buch wurde ich durch eine Rezension im Spiegel (“Wunderkind im Mikrokosmos”, Spiegel 8/2006, S.131). Was kommt heraus, wenn eine 17jährige Schülerin ein Buch über Quantenphysik verfasst? Die inzwischen 20jährige Autorin studiert jetzt (natürlich!) Physik an der Humboldt-Universität in Berlin. Was bewog den renommierten Springer-Verlag, dieses Buch zu veröffentlichen? Nach meiner Lektüre kann ich die beiden wesentlichen Aussagen der Spiegelrezension bestätigen:

1. Physikalisch gesehen ist es ein großartiges Werk, das vom Schwierigkeitsgrad her zwischen einem populärwissenschaftlichen und einem echten Physikbuch zum Thema angesiedelt ist. Viele Bücher für das interessierte Laienpublikum enthalten dem Leser elementare Formeln vor, wohl aus Angst vor einer Verringerung der Käuferzahl. (Hawking hat zum Beispiel anlässlich der Vorstellung seiner “Geschichte der Zeit” bekannt, dass sein Verleger ihn gewarnt hat, dass jede Formel die Verkaufszahlen halbiert.)

2. Sprachlich gibt es einige Verbesserungsmöglichkeiten. Auch hier hat der Spiegel recht, wenn er zahlreiche Weitschweifigkeiten, Wortwiederholungen und fehlende Kommas moniert. Durch diese Mängel ist sich der Leser immerhin bereits nach dem Lesen des Vorworts sicher, dass Silvia Arroyo Camejo das Buch allein verfasst hat. Man fragt sich, ob es im ganzen Springer-Verlag nicht einen einzigen Lektor gibt, der sowohl etwas von Physik als auch von Deutsch versteht, und der gemeinsam mit der Autorin das Manuskript durchgehen kann. Bei dem Preis des Buches, immerhin 30 Euro, sollte man das eigentlich erwarten.
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Linkshändige Musiker

17. April 2005 Keine Kommentare

Folgende Frage kam mir während meines letzten Konzertbesuchs: Was machen eigentlich linkshändige Musiker? Halten sie zum Beispiel die Geige an die rechte Halsbeuge und fiedeln mit der linken Hand? Werden die Saiten dann andersherum eingespannt?

Es ist ja nachgewiesen, dass die Linkshändigkeit mit besonderen Begabungen einhergeht. Zum Beispiel sollte es im Vergleich zum Durchschnitt der Bevölkerung überproportional viele linkshändige Musiker geben. In dem von mir durchmusterten Orchester hielten aber alle Streicher ihr Instrument links und den Bogen mit der rechten Hand. Für einen echten Linkshänder ist das bestimmt eine Quälerei. Heute ist auch bekannt, dass ein Umgewöhnen der Seite ernsthafte psychische Störungen hervorrufen kann.

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Betrachtungen zur Heisenbergschen Unschärferelation

28. März 2005 Keine Kommentare

Im Zuge der Selbstbewusstseinsproblematik und beim Studium der Leib-Seele-Theorien stoße ich immer wieder auf den Versuch die Schnittstelle (Bewusstsein) zwischen Körper und Geist auf die quantenmechanische Ebene zu verorten. Die Heisenbergsche Unschärferelation soll beschreiben, dass es dort zu spontanen Energiefluktuationen kommt, für die es keine physikalisch determinierten Ursachen gibt. Da ich selbst keine nennenswerten Kenntnisse der Physik, bzw. Quantenmechanik besitze, aber das Thema teilweise essentiell für die Leib-Seele-Problematik scheint, wünsche ich mir eine Art Einführung in die Quantenmechanik, mit Augenmerk auf die Heisenbergsche Unschärferelation. (Miriam K., 16.3.2005)

Ich fühle mich außerstande, eine Einführung in die Quantenphysik zu geben, weil ich kein Physiker bin und man dafür praktisch fast die gesamte Physik des 20. Jahrhunderts gut kennen müsste. Aber eine kurze Betrachtung der Heisenbergschen Unschärferelation und einiger Konsequenzen daraus sind mir möglich.
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Meine Funkuhr geht falsch

1. Januar 2005 Keine Kommentare

Meine Funkuhr geht falsch. Das tut sie nicht erst seit heute, es ist seit dem Einlegen der Batterie und dem ersten Synchronisieren auf den Zeitzeichensender DCF77 in Mainflingen bei Frankfurt so. Mein Wohnort ist etwa 200 km Luftlinie entfernt, bei einer Ausbreitungsgeschwindigkeit von ca. 300.000 km/s erreicht meine Uhr das Signal eine knappe Tausendstel Sekunde zu spät. Außerdem muss nach dem Empfangen des Signals der Uhrzeiger in die nächste Position bewegt werden, bei einem mechanisch so trägen System geht weitere Zeit verloren.
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Günter Nimtz/Astrid Haibel – Tunneleffekt

5. September 2004 Keine Kommentare

Seit einem Jahrzehnt sorgen Nachrichten über Signalübertragung mit Überlichtgeschwindigkeit für Aufregung. Stellen diese Experimente die Relativitätstheorie in Frage, müssen wir bald den Besuch unserer Nachfahren aus der Zukunft erwarten, die durch Kenntnis der Lottozahlen von morgen den Jackpot knacken, oder gibt es Erklärungen, die das physikalische Weltbild wieder zusammenfügen?

Günter Nimtz, 1994 bekannt geworden durch die überlichtschnelle Übertragung von Mozarts 40. Sinfonie, und Astrid Haibel haben ein populärwissenschaftliches Buch geschrieben, in dem versucht wird, Antworten auf diese Fragen zu geben.
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