Quanten

Solltest du mit dem Gedanken spielen Physik zu studieren schau doch mal bei Physikstudium .com vorbei!

Die Quantenphysik ist der Teilbereich der Physik der sich mit dem Verhalten der kleinsten Teilchen unserer Welt beschäftigt. 1927 wurde die Quantenphysik von Werner Heisenberg als endgültig und in sich widerspruchsfrei erklärt und bis heute widerspricht ihr kein Experiment. Und seit dem geht es in der Quantenphysik nicht mehr um richtig oder falsch sondern nur noch um die Deutung der Quantenmechanik und ihrer Konsequenzen.  Und solche Entwicklungen sind nicht zuletzt ein Verdienst der unaufhörlichen Entwicklung im Bereich der Quantenphysik.

Der ewige Kampf um die Natur des Lichts

Über 300 Jahre tobte ein Kampf unter den Physikern über die Natur des Lichtes. Newton hatte das Licht als Teilchen verstanden, fand jedoch keine Anhänger für seine Idee. 1802 wurde seine Idee durch das Doppelspalt Experiment von Thomas Young als falsch bewiesen. Aber genau dieses Doppelspalt Experiment, dass eigentlich die ewige Frage über die Natur des Lichts ein für alle mal klären sollte, wurde zum Grundexperiment der Quantenphysik (hier gibts mehr zum Doppelspalt-Experiment). 37 Jahre später hatte nämlich Alexandre Edmond Becquere den Photoelektrischen Effekt entdeckt, der wiederum auf eine Teilchennatur des Lichts schließen ließ.

Die Quantenphysik löst das ewige Rätsel

Die Quantenphysik konnte die Frage ob Licht denn nun Teilchen oder Welle war endgültig klären: Weder noch! Unter manchen Bedingungen scheint es sich wie ein Teilchen zu verhalten. Unter anderen wie eine Welle. Das einzige richtige was sich aus quantenphysikalischer Sicht sagen lässt ist, dass Licht aus Photonen besteht und diese Photonen Quantenobjekte sind. Das Verhalten dieser Quantenobjekte wird durch die Quantenphysik erforscht und durch die Quantenmechanik beschrieben. Ebenfalls sind durch die Quantenmechanik viele neue Industrie Verfahren entstanden.  Und die Quantenphysik ist auch mit einer der Gründe warum Flüge billig möglich sind.

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Licht aus Photonen besteht und diese Photonen Quantenobjekte sind. Das Verhalten dieser Quantenobjekte wird durch die Quantenphysik erforscht und durch die Quantenmechanik beschrieben. Ein Photon ist weder ein Teilchen noch eine Welle. Beides sind nur Gedankenmodelle die es uns Menschen ermöglichen sollen das Verhalten das Photons zu verstehen. Jedoch muss man sich für ein tieferes Verständnis der Quantenphysik von diesen Gedankenmodellen komplett lösen und akzeptieren, dass die kleinsten Teilchen unserer Welt ganz eigenen Gesetzen gehorchen, die für uns Menschen unmöglich nachzuvollziehen sind. Es gibt nichts vergleichbares zur Quantenwelt in unseren Dimensionen. Welle und Teilchen sind nur ungenügende Beschreibungsmechanismen. Das wichtigste Werkzeug der Quantenphysik ist deshalb die Mathematik. Allein durch sie wird es uns möglich Voraussagen über Quantenobjekte zu postulieren. Die Quantenphysik ist zu einem großen Teil sehr mathematisch und ist ohne höhere Mathematik nahezu nicht zu verstehen. Allerdings findet sie nahezu überall praktische Anwendung.  Sogar Computer Lautsprecher werden mitlerweile nicht ohne Berücksichtigung der neuen Physik Gesetze gebaut.

Quantenphysik ist Mathematik

Ein Photon ist weder ein Teilchen noch eine Welle. Beides sind nur Gedankenmodelle die es uns Menschen ermöglichen sollen das Verhalten das Photons zu verstehen. Jedoch muss man sich für ein tieferes Verständnis der Quantenphysik von diesen Gedankenmodellen komplett lösen und akzeptieren, dass die kleinsten Teilchen unserer Welt ganz eigenen Gesetzen gehorchen, die für uns Menschen unmöglich nachzuvollziehen sind. Es gibt nichts vergleichbares zur Quantenwelt in der Größenordnung in der wir leben.

Welle und Teilchen sind nur deshalb nur ungenügende Beschreibungsmechanismen. Das wichtigste Werkzeug der Quantenphysik ist deshalb die Mathematik. Allein durch sie wird es uns möglich Voraussagen über Quantenobjekte zu postulieren. Die Quantenphysik ist zu einem großen Teil sehr mathematischund ist ohne höhere Mathematik nahezu nicht zu verstehen. Dennoch kann jeder, auch ohne die mathematischen Hintergründe zu kennen, die Wesenszüge der Quantenphysik verstehen. Also die Aussagen die, die Physiker aus den komplexen Mathe Formeln abgeleitet haben.