Die Erforschung der (Quanten-) Welt

Kurioses und Seltsames aus der Welt der Quantenphysik

Heidelberg, 27. November 2014

Wird es in der Zukunft ein ‚Quanten-Internet‘ geben? Wissenschaftler arbeiten intensiv daran, Information über eine gewisse Entfernung hinweg von einem Teilchen auf ein anderes zu übertragen. Diese sogenannte ‚Quantenteleportation‘ basiert darauf, dass räumlich weit voneinander entfernte Objekte eine Einheit bilden können: das heißt, wenn man eines der beiden Teilchen beeinflusst, beeinflusst dies das andere ebenfalls – unabhängig von ihrer Entfernung. Diese und andere Phänomene der Quantenphysik beschreibt der Physiker Nicolas Gisin in dem bei Springer Spektrum erschienenen Sachbuch Der unbegreifliche Zufall. Er erläutert, wie solche Zusammenhänge zu verstehen und zu untersuchen sind und inwieweit man sie überprüfen und anwenden kann.

„Die Quantenphysik ist oft Gegenstand weitschweifiger Interpretationen und philosophischer Abhandlungen. Wir leben momentan in einer außergewöhnlichen Zeit, denn vor unseren Augen deckt die Physik auf, dass unsere am tiefsten verankerte Intuition nicht stimmt, wonach eine Interaktion zwischen Objekten über eine Entfernung hinweg nicht möglich sei“, sagt Gisin.

Intensiv wurde in den letzten 30 Jahren an diesem Phänomen der Verschränkung geforscht. Verschränkte Teilchen, die sich wie zufällig zu verhalten scheinen, nehmen sich über weite Distanzen gegenseitig wahr und ihr Verhalten ist korreliert. Diese erstaunliche Korrelation ist mehr als eine abstrakte Kuriosität und findet bereits ganz pragmatische Anwendungen in der Kryptographie. Sie wird dort verwendet, um sensible Informationen sicher zu kodieren.

Gisin wagt sich an die Phänomene der Quantenmechanik heran, die für uns logisch erst einmal nicht erklärbar sind, und bietet dem Leser das Rüstzeug, sie zu verstehen. Vom ‚Bellschen Theorem‘ bis zu Experimenten der ‚Quantenverschränkung‘ gewinnt der Leser so ein solides Verständnis von einem der faszinierendsten Gebiete der modernen Physik. „Das Interessante an der Physik sind nicht die mathematischen Aspekte, sondern die Konzepte. Er geht hier nicht darum, die Gleichungen richtig zu lösen, sondern die Konzepte dahinter zu verstehen. Manche Passagen dieses Buches verlangen dem Leser zwar einiges an Gehirnakrobatik ab, jedoch kann nahezu jeder die Konzepte der Quantenphysik verstehen“, so Gisin.

Nicolas Gisin ist Direktor des Instituts für Angewandte Physik an der Universität Genf und Mitbegründer der Technologiegesellschaft ID Quantique. Er ist international bekannt für seine Arbeit im Bereich der Kryptografie und der Quanten-Informationstheorie. Darüber hinaus ist er Herausgeber der Reihe Quantum Science and Technology. Im Jahr 2009 erhielt er den ersten John S. Bell Preis für die Demonstration ‚langreichweitiger Verschränkungen‘ und ‚Quantenteleportationen‘ sowie für seine zahlreichen Beiträge zu den ‚Bellschen Ungleichungen‘.

Nicolas Gisin

Der unbegreifliche Zufall

2014, XXV, 223 S., 13 Abb.
Hardcover € 24,99 (D) | € 25,69 (A) | sFr 31.50 (CH)
ISBN 978-3-662-43957-9
Auch als eBook verfügbar