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Physikalischer Quantensprung
Erwin Schrödinger revolutionierte die Physik. Der Forscher bewies, dass Elektronen Eigenschaften von Wellen oder Teilchen haben können, aber weder das eine noch das andere sind.
Erwin Schrödinger besetzte im Herbst 1921 den seit 1914 verwaisten Lehrstuhl für Theoretische Physik an der Universität Zürich. Zu diesem Zeitpunkt rechnete niemand damit, dass er die Universität und die Stadt sechs Jahre später als gefeierter Star wieder verlassen würde, dem Granden wie Albert Einstein und Max Planck «Genialität» attestierten.
In seiner Zürcher Zeit revolutionierte Erwin Schrödinger die Physik, indem er eine neue Atomtheorie schuf. Der wissenschaftliche Durchbruch gelang ihm im Winter 1925/26. Schrödinger hatte im Sommersemester 1925 die Doktorarbeit des jungen Franzosen Louis de Broglie gelesen. Dieser postulierte darin, Materie – beispielsweise Elektronen – habe auch Welleneigenschaften. Das widersprach der vorherrschenden Meinung der führenden Physiker der Zeit, die davon ausgingen, Elektronen seien Teilchen.
Schrödinger beschäftigte sich intensiv mit der von de Broglie angenommenen Wellennatur der Materie. Welche Eigenschaften hatten solche Materiewellen? Über Weihnachten und Neujahr 1925/26 fuhr Erwin Schrödinger nach Arosa in die Ferien. Mit dem Urlaub begann sein annus mirabilis, eine rund zwölfmonatige Phase konzentrierten, kreativen Schaffens.
Daraus entstand seine erste Abhandlung «Quantisierung als Eigenwertproblem. Erste Mitteilung», die er am 26. Januar 1926 an die «Annalen der Physik» schickte. In dieser Mitteilung formuliert er erstmals seine berühmte Wellengleichung, die als «Schrödingergleichung» in die Geschichte des Fachs eingegangen ist. Mit der Wellengleichung lassen sich die Energieniveaus der Elektronen in einem Atom berechnen. Damit war eines der grossen Probleme der Quantenphysik gelöst.
Nach Schrödingers Wellengleichung war in der Welt der Physik nichts mehr, wie es zuvor gewesen war. Der Streit um die Frage, ob Quantenobjekte wie Elektronen, Atome oder Moleküle Wellen oder Teilchen sind, war entschieden. Allerdings auf überraschende Weise: Schrödinger bewies, dass Elektronen Eigenschaften von Wellen oder Teilchen haben können, aber weder das eine noch das andere sind und sich ihr Zustand nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit berechnen lässt. Für seine Entdeckung erhielt Erwin Schrödinger 1933 den Nobelpreis für Physik.