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Artikel Tagged ‘Heisenberg’

Lee Smolin: Warum gibt es die Welt?

19. Juli 2009 Keine Kommentare


In der Einleitung seines Buches formuliert der bekannte Physiker Lee Smolin eine Reihe von Fragen:

  1. Warum gibt es in diesem Universum Leben? Warum ist es voller Sterne?
  2. Gibt es eine einzige, fundamentale Theorie, die die Eigenschaften der Elementarteilchen bestimmt, oder sind auch die Gesetze der Natur einer Entwicklung unterworfen?
  3. Ist es Zufall oder Notwendigkeit, daß das Universum eine solche Vielfalt an Struktur aufweist? Warum ist das Universum so interessant?
  4. Was sind Raum und Zeit?
  5. Wie können wir, die wir in dieser Welt leben, zu einer vollständigen und objektiven Beschreibung des Universums als Ganzem gelangen?

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Sind Raum und Zeit gequantelt?

6. September 2008 Keine Kommentare

Den Beginn der Diskussion am letzten Montag Abend hatte ich nicht mitbekommen, es war am anderen Ende des Tischs und ziemlich laut im Raum. Ich stand auf und setzte mich zu den dreien, die irgendwie auf dieses Thema gekommen waren. Ich war ein bisschen erstaunt darüber, dass man denken konnte, Raum und Zeit könnten nicht gequantelt sein, aber ich vermochte die anderen nicht von meiner Meinung zu überzeugen. Ich erinnerte an Erkenntnisse über Schwarze Löcher und die Bekenstein-Grenze, aber das reichte den anderen an diesem Abend nicht. Im Folgenden meine Überlegungen (die durchaus ungenau oder sogar falsch sein können):

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik sagt aus, dass die Entropie eines abgeschlossenen Systems niemals abnehmen kann. Dabei ist die Entropie ein Maß für den Informationsgehalt. Ganz grob gesagt, wird damit gemessen, wie viele unterschiedliche Mikrozustände ein System einnehmen kann und wie wahrscheinlich diese sind. Ein Mikrozustand heißt: Eine vollständige (genauer gesagt bestmögliche) Übersicht darüber, welches Teilchen des Systems sich an sich an welchem Ort zu welcher Zeit befindet. Die Anzahl dieser unterscheidbaren Mikrozustände ist endlich, weil die Entropie endlich ist.
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Quantenradiererradierer

5. August 2007 Keine Kommentare

In „Spektrum der Wissenschaft“, 7/2007, S. 68ff. findet man den Artikel „Quantenradierer selbst gemacht“. Dieser Artikel ist auch online frei verfügbar: Quantenradierer selbst gemacht.

Ich kannte das Grundprinzip des „Quantenradierers“ zwar schon, aber der Artikel war für mich deshalb so interessant, weil man dort eine Anleitung veröffentlicht hat, mit der jedermann die vorgestellten Experimente zu Hause nachbauen kann. Die Experimentalanordnung ist gut beschrieben, zur Erläuterung der Grundlagen hätte man aber noch ein paar Prinzipskizzen hinzufügen sollen. Da ich beim erneuten Nachgrübeln über den Quantenradierer bei mir selbst noch einen katastrophalen Denkfehler gefunden habe, hier also meine eigene Darstellung des Grundprinzips in vier aufeinanderfolgenden Experimenten (bzw. Skizzen):


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Quantenteleportation

10. März 2007 Keine Kommentare

Einige der verblüffendsten „Zaubertricks“ der Quantentheorie findet man rund um den Begriff der Teleportation. Heute geht das zwar nur mit Quanten oder einfacher gesagt mit winzig kleinen Objekten, aber in der Phantasie der SciFi-Autoren ist man da schon ein Stück weiter, dort werden auch Menschen gebeamt.

Das Grundprinzip der Teleportation ist folgendes: Zwei Teilchen werden miteinander „verschränkt“. Das heißt, sie sind ab dem Zeitpunkt der Verschränkung so miteinander verkoppelt, dass eine Änderung der Eigenschaften eines der beiden Objekte instantan eine Änderung der Eigenschaften seines Partners bewirkt. „Instantan“ bedeutet „unmittelbar“, es vergeht keine Zeit. Das beißt sich auf den ersten Blick mit der Relativitätstheorie, die eine maximale Übertragung von Informationen mit Lichtgeschwindigkeit postuliert. Aber wird hier die Relativitätstheorie tatsächlich verletzt, oder allgemeiner: Wird Information mit „Überlichtgeschwindigkeit“ transportiert?

Meiner Meinung nach: Nein! Das folgende Gedankenexperiment listet die Schritte auf, die bei dem Experiment aufeinander folgen:
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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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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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