Was ist ein Teilchen, wenn es eine Welle ist?

Peter Gschwind

Joanne C. Baker

Wie können wir wissen, wo sich ein Teilchen wirklich aufhält, wenn es als Welle über den ganzen Raum verteilt ist? Erwin Schrödinger formulierte eine Gleichung, mit der man die Wahrscheinlichkeit berechnen kann, ein solches Wellen-Teilchen an einem bestimmten Ort zu finden. Mit ihrer Hilfe lassen sich auch die Energieniveaus von Elektronen in Atomen erklären. Damit bereitete Schrödinger sowohl der Quantenmechanik als auch der modernen Chemie den Weg.

Joachim Müller-Jung

Nicht einmal Albert Einstein mochte die Welt für so verrückt halten. Für ihn war es Spuk, nicht mehr und nicht weniger, was sich die Quantenmechanik da ausgedacht hatte. »Verschränkte« Teilchen. Absolut getrennt und dennoch permanent verbunden. Egal, wie weit die Teilchen voneinander entfernt sind, wenn wir das eine messen, kennen wir den Wert des anderen. Verändern wir den Drehimpuls des einen oder dessen Polarisation, ändert sich die Eigenschaft des anderen Teilchens entsprechend. Und zwar augenblicklich und, wenn es sein muss, über tausende Kilometer Entfernung. Es fließt kein Strom, kein Licht, keine Information, nichts, was diese »spukhafte Fernwirkung« mit der klassischen Physik erklären oder messen könnte. Fest steht nur: Sie ist inzwischen unabweisbar. Die Verschränkung der Quantenzustände von Teilchen ist in den letzten Jahrzehnten zu einem Thema mit geradezu soziokultureller Sprengkraft geworden; denn in dem Phänomen steckt womöglich der Schlüssel für prinzipiell abhörsichere superschnelle Quantencomputer, die von nichts und niemandem geknackt werden können. Was aber, wenn es das Phänomen — oder ein prinzipiell ähnliches — nicht nur in der Quantenwelt gibt, sondern es ein Teil der Evolution ist und ins Leben eingreift?

Werner Klein

Emily Dickinson

Das Bedürfnis nach einem mechanischen Modell des Atoms sollte neue Nahrung erhalten. Bohrs Quantenbahnen waren zu verwirrend. Es mußte einen physikalischen Grund haben, warum Elektronen keine Energie abgaben, solange sie sich auf vorgeschriebenen Bahnen bewegten. Außerdem mußte es eine vernünftige und physikalische Erklärung für Plancks geheimnisvolle Formel E = hv geben, die einen Zusammenhang zwischen der Energie eines Einsteinschen Photons und der Frequenz der Wellenbewegung dieses Lichts unterstellte. Aber welche Erklärung hätte es geben können? Während die klassische Newtonsche Mechanik nicht weiterhalf, konnte vielleicht die «neue» Mechanik der speziellen Relativitätstheorie Einsteins die Natur des Lichts erhellen. Und vielleicht war dies auch der Wunsch eines wohlhabenden Prinzen der französischen Aristokratie, Louis Victor de Broglie.

Werner Klein