Montag, 11. Dezember 2023

Begründer der Quantenphysik

Max Planck (1858 - 1947), der "Vater der Quantenphysik"

Bei Untersuchungen zur Wärmestrahlung fand er im Jahre 1900, dass diese nur erklärt werden kann, wenn man annimmt, dass Energie nicht konti­nuier­lich, sondern nur "gequantelt", in kleinsten Energie­paketen abgegeben wird. Das "Plancksche Wir­kungsquantum" ist nach ihm benannt.

Am 14. Dezember 1900 eröffnete er seinem klei­nen Sohn Erwin beim morgendlichen Spaziergang im Berliner Grunewald, dass er das Gefühl habe, entweder eine Entdeckung allerersten Ranges gemacht zu haben, vielleicht vergleichbar mit den Entdeckungen Newtons, oder sich völlig zu irren. Er irrte sich nicht und wurde mit seiner Entde­ckung zum "Revolutionär wider Willen" (in seinen eigenen Worten).

Einer seiner Lehrer hatte ihm abgeraten, Physik zu studieren, da alles Wesentliche bereits erforscht sei …

Albert Einstein (14.3.1879 - 18.4.1955)

war der erste, der Plancks Forschungsergebnisse ernst nahm und in seiner Arbeit zum "Photoelek­trischen Effekt" zeigte, dass Licht nur in kleinsten Energiepaketen, den Lichtquanten oder Photonen, absorbiert oder emittiert wird.

Den Indeterminismus und den Zufall in der Quan­tenphysik konnte er - wie manch andere - nie wirklich akzeptieren, daher sein Ausspruch "Gott würfelt nicht!"

Manchmal wird ihm deshalb mangelndes Verständnis der Quantentheorie nachgesagt, doch es war Ein­stein, der Niels Bohr an der Solvay-Konferenz zur Deutung der Quantenphysik von 1927 täglich mit einem neuen Gedankenexperiment konfrontierte, an dessen Widerlegung sich Bohr die Zähne ausbeissen musste. (Ironie: eines dieser Gedankenexperimente konnte Bohr widerlegen, indem er Einstein darauf aufmerksam machte, dass dieser die Relativi­tätstheorie ausser Acht gelassen hatte).

Zusammen mit seinen Kollegen Boris Podolsky und Nathan Rosen ersann er das nach ihnen benannte EPR-Experiment, mit dem sie aufzeigen wollten, dass die QT unvollständig sei (sie nahmen an, es müsse "verborgene Variablen" geben, so dass in der QM nicht Zufall und Indeterminismus herrschen).

Louis De Broglie (1892-1987)

1924 postulierte er in seiner Dissertation, dass - so wie Licht je nachdem Wellen- oder Teilcheneigen­schaften hat - auch feste Materie diese beiden Wesenszüge, oder diese Doppelnatur aufweist.

Er formulierte eine alternative Interpretation der Quantenmechanik, die "Theorie der Führungs­welle" ("pilot wave theory"), die später unabhängig von ihm David Bohm aufgriff und ausarbeitete. Diese fanden aber in der etablierten Wissenschaft nie grossen Anklang, v.a. weil man sie - zu Recht oder Unrecht - ins "Reich der Metaphysik" ver­bannte.

Erwin Schrödinger (1887 - 1961)

1926 fand er die "Schrödingersche Wellengleichung", von der er meinte, er wollte, er hätte sie nie gefunden, wenn es denn bei dieser "verdammten Quanten­springerei" bleiben sollte. Andere Physiker aber waren ihm dankbar dafür, und Max Born fand noch im selben Jahr eine Interpretation, wonach die Wellen­gleichung die Wahrscheinlichkeitsverteilung für einen bestimmten Zustand darstellt.

Um seiner Unzufriedenheit mit der "Kopenhagener Deutung" Ausdruck zu geben und deren Aussagen "ad absurdum" zu führen, ersann Schrödinger sein be­rühmtes Gedankenexperiment mit der Katze.

Als er einmal erkrankte und mit Fieber im Bett lag, sass Niels Bohr die ganze Zeit an seinem Bett zu und redete weiter auf ihn ein: "Aber Erwin, Sie müssen doch einsehen, dass … ", bis Schrödingers Frau ihn herauskomplimentieren musste.

Er war ein recht libertärer Geist, der offen mit seiner Frau und seiner Geliebten zu­sammenlebte (etwas Klatsch darf auch sein, und er selbst hat nie ein Geheimnis daraus gemacht).

Niels Bohr (1885 - 1962)

Bohr war wortführend beim Zustandekommen der "Kopenhagener Deutung", die 1927 an der Solvay-Konferenz ihre abschliessende Form fand. Sie ist die bis heute unter Physikern am weitesten akzeptierte Interpretation der Quantenphysik.

Bei philosophischen Debatten konnte er oft mit einem Satz alles zurechtrücken oder es auf den Punkt bringen; hier eine schöne Würdigung seines Denkens:

«Eine systematische Darstellung seiner Philoso­phie hat Bohr nicht geschrieben. Er war der tiefste philosophische Denker unter den Physikern seiner Zeit; ein Fachphilosoph war er nicht. Ich kann mir nicht vorstellen, wie er sich die philosophische Fachbildung hätte erwerben konnen. Er war dazu gleichsam ein zu leidenschaftlich philosophischer Kopf; er begann mit dem Buch zu diskutieren, ehe er es zu Ende gelesen hatte.» (aus: onlinelibrary)

Werner Heisenberg (1901 - 1976)

Fand 1927 die nach ihm benannte "Heisenbergsche Unschärferelation", welche besagt, dass zwei komplementäre Eigenschaften (wie zum Beispiel Ort und Impuls) eines Teilchens nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden können.

Er war der jüngste Teilnehmer an der Solvay-Konferenz von 1927, wo ihm aufgetragen wurde, jedes Mal in eine kleine Spielzeug-Trompete zu blasen, wenn … (ich mag mich nicht erinnern: war es jedes Mal wenn jemand eine treffende Bemerkung machte? oder wenn jemand etwas Falsches sagte? finde es weder online noch wüsste ich nicht mehr in welchem Buch nachsehen)

Wolfgang Pauli (1900 - 1958)


Der "Pauli-Effekt": «Es ist unmöglich,
dass sich Wolfgang Pauli und ein
funktionierendes Gerät im selben
Raum befinden.»

Zwei Theoreme sind nach ihm benannt: das Pauli-Prinzip, ein quantenphysikalisches Ausschlies­sungsprinzip, und der Pauli-Effekt:
Pauli war unter Experimentalphysikern dafür berüchtigt, dass die Geräte jedesmal versagten oder sogar spontan zu Bruch gingen, wenn Pauli sich im selben Raum aufhielt. Einmal berichteten ihm Kollegen von der Fehlfunktion eines Apparates in einer anderen Stadt, in Göttingen, und meinten im Scherz, diesmal könne nicht Pauli die Ursache gewesen sei, da er sich nicht in der Nähe befand. Darauf korrigierte sie Pauli, er sei genau zu dieser Zeit mit dem Zug nach Kopenhagen an Göttingen vorbeigefahren.
Ein Hamburger Kollege erteilte ihm darum sogar Labor- und Institutsverbot.

Pauli selbst glaubte fest daran, dass dies keine Zufälle im üblichen Sinne sind, und zusammen mit dem Psychologen Carl Gustav Jung studierte er solche "Synchronizitäten", das akausale zeitliche Zusammenfallen von innerseelischen und äusseren Ereignissen.



Das war nur eine kleine Auswahl aller Wissenschaftler, die an der Ausarbeitung und Weiterentwicklung der Quantentheorie beigetragen haben. Ihnen allen gilt mein Dank.

Die Teilnehmer an der Solvay-Konferenz von 1927

Wenn man mit der Maus über das Bild fährt, wird der Name des Teilnehmers angezeigt.




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