Quantenphysik

Eine Geschichte von Materiewellen

Das Interferenzbild von Phthalocyanine Molekülen. Quelle: (Juffmann et al. - Real-time single-molecule imaging of quantum interference, 2012)

Materiewellen sind nicht unbedingt intuitiv – wie soll sich etwas das man sich bislang immer als festes Teilchen vorgestellt hat wie eine Welle verhalten? In diesem Artikel sehen wir uns die Geschichte hinter Materiewellen etwas genauer an, von ihrer Hypothese bis hin zu Experimenten die an die Grenzen dessen gehen, was sich mit heutiger Technik realisieren lässt. Im Folgenden wird es auch einige Formeln zu sehen geben, diese sind aber als Zusatzinformation gedacht und nicht nötig um dem Rest des Textes folgen zu können.

Materiewellen in Wien

Ein Talbot Teppich - ein Nahfeld Interferenzmuster das in Materiewelleninterferometern genutzt wird um die Wellennatur von Teilchen nachzuweisen.
Ein Talbot Teppich - ein Nahfeld Interferenzmuster das in Materiewelleninterferometern genutzt wird um die Wellennatur von Teilchen nachzuweisen. | Bild: Johannes Horak

Wer immer schon genauer wissen wollte, was in Wien in den Quantenmechanik Labors beim Beobachten von Materiewellen so passiert hat hier nun eine gute Gelegenheit. Ein etwa 15 Minuten langer Beitrag, der anschaulich die Physik erklärt, und einen Blick auf die Labors von Prof. Dr. Markus Arndt gewährt, ging heute online. Kurz gesagt: Die Forschungsgruppe beschäftigt sich damit die Wellennatur von immer größeren Molekülen nachzuweisen, also, dass ein Molekülen Eigenschaften haben kann die man eigentlich nur von Wellen kennt. Auf diesem Blog haben wir uns im Rahmen von Schrödingers Katze bereits etwas über die wundersame Quantenwelt Gedanken gemacht. In dem Video gibt es die Geräte dazu zu sehen und weitere Infos vom Gruppenleiter und Gruppenmitgliedern persönlich. Sehr sehenswert. Den gesamten Beitrag gibts auf hyperraum.tv zu sehen. Ein zusätzliches, ausführlicheres, Interview mit Prof. Arndt gibts ebenfalls, dieses findet sich auf youtube. Ebenfalls sehenswert: Die Homepage der Forschungsgruppe quantumnano.at

Schrödingers Katze

Schrödingers Katze, Illustration von

Schrödingers Katze ist inzwischen den meisten ein Begriff. Doch was versteckt sich wirklich hinter diesem Gedankenexperiment? Was sollte damit aufgezeigt werden? Damit werden wir uns in diesem Artikel befassen. Wir starten mit den Axiomen der Quantenmechanik – den grundlegenden Annahmen der Theorie – und sehen uns an was diese besagen. Einerseits um eine bessere Idee von einer der am besten bestätigten Theorien unsrer Zeit zu bekommen, und andererseits um eine Grundlage für weitere Quantenmechanikartikel zu haben. Dafür werden wir uns etwas Zeit nehmen. Sobald wir das getan haben stoßen wir dann auf ein Paradoxon und nicht intuitive Folgen, und letzteres ist eben das was Schrödinger mit seiner Katze veranschaulicht hat.

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