Weißt Du, was die Quantentheorie ist?

Heute geht es um einen Begriff, der mir schon oft begegnet ist. Dennoch habe ich keine Ahnung, was die Quantentheorie ist. Mit ein bisschen Glück wird sich dies heute dank des Autors

Christoph Keese: Silicon Germany. Wie wir die digitale Transformation schaffen

ändern. Er zitiert in seinem Buch die folgenden Sätze, die aus dem 2013 erschienen Buch „Die Physik der Zukunft. Unser Leben in 100 Jahren“ von Michio Kaku stammen.

„Um 2100 werden wir so mächtig wie die Götter sein, die wir einst verehrten und fürchteten. Aber diesen göttergleichen Status werden wir nicht mit Hilfe von Zauberstäben und Zaubertränken erreichen, sondern durch Computerwissenschaften, Nanotechnologie, künstliche Intelligenz, Biotechnologie und vor allem die Quantentheorie, auf der die genannten Technologien basieren.“

S. 86.

Dank unserer Autoren wissen wir, dass

• Nanotechnologie,
• künstliche Intelligenz und
• Biotechnologie

auf der Quantentheorie basieren. Lass uns doch einmal schauen, ob wir mit Hilfe unseres Lexikons noch mehr über unseren heutigen Begriff erfahren können.

Was das Lexikon sagt

Hand aufs Herz: Auf meinem Weg zum Bücherregal hatte ich Zweifel, ob sich unser Lexikon an das Thema wagt. Zu meiner großen Freude waren meine Zweifel absolut unberechtigt. Unser Lexikon hält zu unserem heutigen Begriff einen extrem langen Beitrag für uns bereit.

„Quantentheorie, Oberbegriff für jede physikal. Theorie, die im Unterschied zur klass. Theorie, insbesondere zur klass. Physik, die diskrete, quantenhafte Natur mikrophysikal. Systeme und der auf ihnen beruhenden Phänomene berücksichtigt. Sie basiert auf dem experimentell gesicherten Dualismus von Welle und Teilchen und enthält das ↑plancksche Wirkungsquantum h als grundlegende Naturkonstante; im Grenzfall h→0 folgen daher aus der Q. die Gesetzmäßigkeiten der zugehörigen klass. Theorien (z. B. aus der ↑Quantenmechanik die klass. newtonsche ↑Mechanik). Umgekehrt geht eine klass. Theorie mithilfe von Quantisierungsvorschriften in eine Q. über; so entstehen durch Quantisierung klass. ↑Feldtheorien die versch. ↑Quantenfeldtheorien. Ein grundlegender Unterschied zwischen klass. Theorien und Q. besteht darin, dass in der Q. bestimmte physikal. Größen. wie Ort und Impuls. nicht gleichzeitig beliebig genau gemessen werden können (heisenbergsche ↑Unschärferelation), sodass die Q. über das Eintreten bestimmter Messergebnisse i. Allg. nur Wahrscheinlichkeitsaussagen trifft. Geschichte: Den Zugang zur Q. lieferte die 1900 von M. Planck formulierte Quantenhypothese, nach der Materie elektromagnet. Strahlungsenergie nur in endl. Beträgen, den Quanten, emittieren und absorbieren kann. Die Q. wurde von A. Einstein (Lichtquantenhypothese, 1905), N. Bohr (1913) und A. Sommerfeld (Atom- modell) sowie L. de Broglie (Materiewellen, 1923/24), W. Pauli (Pauli-Prinzip, 1924) weiterentwickelt und von W. Heisenberg. M. Born, P. Jordan, E. Schrödinger, P. A. M. Dirac u. a. (1925/26) zur Quantenmechanik ausgebaut.“

Das Zeit Lexikon. Mit dem Besten aus der Zeit, Band 12, S. 95.

Dieser lange Lexikon-Eintrag enthält extrem viele Informationen, die sich mir beim einfachen Lesen nicht erschließen. Zum Glück sind uns einige davon in der Vergangenheit schon einmal begegnet. Also werfen wir nun einmal einen genaueren Blick auf die einzelnen Informationen des Lexikon-Eintrages und versuchen diese mit dem Wissen zu verknüpfen, das wir uns bereits in anderen Beiträgen erarbeitet haben.

Die Quantentheorie gilt nur für gaaaanz kleine Dinge

Die ersten drei Sätze unseres Lexikon Beitrages untermauern die Informationen, die wir von unserem Autor haben. Sowohl

• Nanotechnologie,
• künstliche Intelligenz als auch
• die Biotechnologie

sind kleine Dinge, oder in den Worten unseres Lexikons ausgedrückt „mikrophysikal. Systeme“. In dieser Welt der winzig kleinen Dinge gilt unter anderem die Heisenbergsche Unschärferelation, die wir uns in diesem Beitrag aus dem Jahr 2020 angeschaut haben. Diese besagt, dass ein Elektron sowohl ein Teilchen als auch eine Welle sein kann. Auch die Naturkonstante h, die unser Lexikon erwähnt, ist uns bereits bekannt. Sie ist uns in diesem Beitrag zum Planckschen Strahlungsgesetzt aus dem Jahr 2023 bereits begegnet.

Fazit

Dank unserem Lexikon wissen wir nun, dass die Quantentheorie ein Oberbegriff ist, der physikalische Theorien beschreibt, die sich mit Dingen beschäftigen, die so klein sind, dass wir sie nicht mit bloßem Auge erkennen können.

An Tagen wie heute freue ich mich wie ein Kullerkeks. Als ich den Beitrag begann, hatte ich große Zweifel daran, ob ich im Rahmen dieses Beitrags in der Lage sein werde unseren heutigen Begriff verständlich zu erklären. Zu meiner großen Freude war dies aufgrund des Wissens, dass wir uns über die Jahre im Rahmen unserer Blogbeiträge erarbeitet haben ein Kinderspiel. Unser Lexikon hat uns heute einfach einen Oberbegriff für physikalische Themen wie die Heisenbergsche Unschärferelation geschenkt mit denen wir uns schon beschäftigt haben