Quantenphysik für Einsteiger

Das Cover von "Quantenphysik für Einsteiger"

## Inhaltsangabe

Relativitätstheorie und Quantenphysik, die großen Durchbrüche der modernen Physik, sind gar nicht so schwer zu verstehen. Jedenfalls nicht, wenn man wie Jan und Miri ganz unverhofft selbst erleben kann, was sie bedeuten. Die Zwillinge begleiten den chaotischen Captain Andy Zero auf seine abenteuerlichen Forschungsmissionen in die Tiefen des Alls. Sie fiebern bei einem Rekordversuch mit, amüsieren sich im Teilchenzoo, diskutieren im berüchtigten Café Andromeda über die Weltformel, landen in parallelen Universen und bewähren sich beim Tod eines Sterns. Und erfahren fast nebenbei, was es mit Zeitdehnung und Raumkrümmung, mit Quantensprüngen, Quarks, der Stringtheorie, Schwarzen Löchern, dem Urknall und vielem mehr auf sich hat.

## Leseprobe

Eine phantastische Reise durch die moderne Physik

Auszug aus Kapitel 10:

„Seltsamer Besuch – Quantenphysik und Wirklichkeit“

In diesem Moment bemerkten Jan und Miri, dass etwas gegen die Schleusentür pochte. Es klang nicht, als ob jemand anklopfte – sondern eher, als ob jemand wieder und wieder einen Ball dagegenwarf. „Was ist das denn?“ fragte Jan, aber Andy winkte ab. „Mit etwas Glück bleibt uns erspart, dass wir uns auch noch damit rumärgern müssen. Geht ihr bitte mal zur Schleusentür und passt auf, dass niemand reinkommt?“

„Klar, machen wir.“ Sie gingen nach hinten und lehnten sich gegenüber der Schleuse an die Wand. Das Pochen hatte nicht aufgehört.

„Vielleicht ein nerviger Mechaniker“, vermutete Jan – und schrak zusammen. Denn gerade kam etwas durch die verschlossene Schleuse geflogen. Eine Art hellgrauer Ball, halb so gross wie ein Mensch.

„He!“ schrie Miri und versuchte, nach dem Ding zu greifen. „Stop!“

„Bittebittebittebitte… mitnehmen…. bittebitte…“

Nein, Jan hatte sich nicht verhört: Das Ding sprach. Es war kein Ball, sondern eine Art Lebewesen. „Geh nicht zu nah ran“, riet er Miri. „Vielleicht beisst es.“

Angelockt von all dem Lärm kam Andy Richtung Schleuse geeilt. Er funkelte den grauen Ball an. „Fuzzy! Du schon wieder! Habe ich dir nicht schon tausendmal gesagt, dass ich dich nicht mitnehmen kann?“

„Bittebitte…“ wimmerte der Ball. Jetzt kam Jan dazu, ihn genauer zu betrachten. Auf den ersten Blick hatte es gewirkt, als habe der kleine Ausserirdische ein Fell, doch wenn man näher hinschaute, sah man, dass er einfach irgendwie unscharf und verschwommen war.

Seufzend wandte sich Andy an Jan und Miri. „Das ist ein Lebewesen von der Welt, die sie Paulis Planet getauft haben. Ein Expeditionsteam hat es vor ein paar Jahren mitgebracht. Seither sucht das deffige Vieh jemanden, der es zu seinem Heimatplaneten zurücktransportiert.“

„Können wir das nicht machen?“ Miri hatte wieder diesen entzückten Blick. Kein Zweifel, sie findet das Ding süss, dachte Jan.

„Geht nicht, unser Ziel liegt genau in der Gegenrichtung. Und ich brauche diese Daten unbedingt.“ Mit strengem Blick fixierte Andy den Ausserdischen. „Du verschwindest jetzt, Fuzzy, hast du gehört? Ich werde schauen, was ich für dich tun kann. Aber im Moment können wir dich an Bord nicht gebrauchen.“

„Wie hat er es eigentlich geschafft, durch die Schleuse zu kommen?“ fragte Jan. „Ich habe genau hingeschaut – die Tür war zu!“

„Ach, das. Es hat uns auch sehr überrascht, dass die Bewohner von Paulis Planet Quanteneigenschaften haben. Sie verhalten sich sozusagen wie überdimensionale Elementarteilchen.“

Jan lagen eine Menge Fragen auf der Zunge, aber Andy redete schon weiter. „Stell dir eine Kugel vor, die vor einem kleinen Hügel liegt. Hätte sie genug Bewegungsenergie, könnte sie darüberrollen. Hat sie in diesem Fall aber nicht. Trotzdem kann´s sein, dass diese Kugel irgendwann auf der anderen Seite des Hügels auftaucht. Sie hat sich durch ihn hindurchgetunnelt! Frizzy, was? Allerdings hat sie dazu viele vergebliche Versuche gebraucht, weil die Wahrscheinlichkeit, dass sie es schafft, sehr gering war.“

„Das ist unmöglich“, sagte Miri. „Dann könnten Menschen doch auch durch Wände gehen. Man müsste nur lange genug dagegenrennen!“

Andy grinste. „Dabei würdest du dir nur eine Gehirnerschütterung holen. Sowas geht nur in der Welt der Elementarteilchen, wo Quantengesetze herrschen. In unserer Welt wirken sie sich nicht aus. Elektronen können tunneln – können also Grenzen überwinden, obwohl es ihre Energie gar nicht erlaubt. Sie können sich durch die Unschärferelation kleine Energiemengen ´leihen´. Menschen nicht.“

„Ich denke, Energie kann man nicht einfach so aus dem Nichts machen.“ Miri war empört.

„Kleine Mengen schon. Und auch nur kurz. Wenn man ein Teilchen ist.“

Jan blickte sich um. Der graue Ball war verschwunden. „He, Andy, Fuzzy ist weg! Vielleicht hat er sich wieder nach draussen gebohrt…“

„Getunnelt meinst du. Ich fürchte nicht. Er ist furchtbar hartnäckig und belästigt alle Astronauten auf Alpuri. Es wäre sehr nett, wenn ihr den kleinen Simplo suchen und hinauswerfen würdet.“

„Wieso flimmert er eigentlich so komisch?“ fragte Jan. „Ist das auch eine Quanteneigenschaft?“

„Allerdings. Weisst du noch, die Unschärferelation? Man kann seinen Ort und seine Geschwindigkeit nicht exakt feststellen.“

Miri rebellierte. „Ich glaube ja eher, dass das ein messtechnisches Problem ist!“

„Nein, es ist eine Eigenschaft“, beharrte Andy.

„Wie auch immer, wir gehen jetzt Fuzzy suchen“, kündigte Jan an.

„Prima. Lasst euch am besten durch Pi helfen“, meinte Andy und ging ins Cockpit zurück.

„Keine schlechte Idee“, sagte Miri und blickte unwillkürlich nach oben. „Pi, wo ist Fuzzy gerade?“

„Die Wahrscheinlichkeit, dass er im Cockpit ist, beträgt 30 Prozent. Die Wahrscheinlichkeit, dass er im Maschinenraum ist, beträgt 40 Prozent. Mit jeweils 10 Prozent Wahrscheinlichkeit ist er im Maschinenraum, den Kabinen oder dem Experimentierraum.“

„Kann man von dir auch eine vernünftige Antwort bekommen?“ beschwerte sich Miri. „Pi, warum sagst du uns nicht einfach, wo das Vieh ist?“

Jan rollte mit den Augen. Hatte Miri überhaupt nichts mitgekriegt? Das hatte Andy ihnen doch schon erklärt!

„Das geht nicht“, sagte Pi mit Verwunderung in der Bluessängerinnen-Stimme. „Er ist überall zugleich, im Moment überlagern sich seine Möglichkeiten. Erst wenn jemand, ihr zum Beispiel, ihn beobachtet, dann legt sich seine Position fest.“

„Mir ist die normale Physik lieber“, stellte Miri trotzig fest. „Da tritt irgendein Effekt auf, den kann man messen, und damit hat sich´s. Schwarz oder Weiss, ja oder nein.“

„Ist schon in Ordnung“, sagte Jan. Miri hatte eben nicht so viel Phantasie wie er. Normalerweise hatte das Vorteile. Jan bekam seit seiner Kindheit vorgeworfen, er sei einfach ein Träumer. „Ich gehe jetzt zum Maschinenraum. Dort ist er mit der grössten Wahrscheinlichkeit.“

Doch in diesem Moment meldete sich schon Andy über die Lautsprecher im Gang. „Ihr könnt zurückkommen, Scouts“, sagte er und seufzte. „Fuzzy ist gerade im Cockpit aufgetaucht.“

„Da war er also!“ murmelte Miri und setzte sich in Bewegung.

Doch Jan blieb nachdenklich. „Vielleicht war er nur deswegen dort, weil Andy zuerst hingeschaut hat“, murmelte er. „Vielleicht hätten wir ihn im Maschinenraum gefunden…“

Im Cockpit trieb Fuzzy sie beinahe zum Wahnsinn. Er tauchte unversehens mal hier, mal dort auf, wischte umher, ohne dass sie ihn bei einer Bewegung beobachten konnten.

„Beachtet ihn einfach nicht – wahrscheinlich geht er dann irgendwann von selbst“, empfahl ihnen Andy.