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By Joanne Baker, Bernhard Gerl

ISBN-10: 3662450321

ISBN-13: 9783662450321

ISBN-10: 366245033X

ISBN-13: 9783662450338

Eine Entdeckungsreise in die subatomare Welt und ihre erstaunlichen Phänomene

Die subatomare Welt ist ganz anders als die uns vertraute. In ihr scheinen weder Teleportation noch substitute Realitäten unmöglich zu sein, und vieles von dem, was once wir über das Funktionieren des Universums zu wissen glauben, wird auf den Kopf gestellt. Die Quantenmechanik ist die am wenigsten eingängige Theorie, die sich die Menschheit je ausgedacht hat, und doch verändert sie unsere Sicht der Dinge grundlegend, denn je besser wir verstehen, wie sich Materie auf kleinsten Skalen verhält, desto komplexer und faszinierender wird unsere Welt.

50 Schlüsselideen Quantenphysik bringt uns dieses esoterischste aller wissenschaftlichen Forschungsgebiete näher. In 50 klaren und prägnanten Kapiteln erklärt Joanne Baker die wichtigsten Bausteine dieser faszinierenden Theorie und zeigt anschaulich, wie sie aus überraschenden neuen Einsichten in die Natur des Lichts und den Aufbau von Atomen entstanden ist. Sie spannt den Bogen von dem im 19. Jahrhundert vollkommen unverständlichen Strahlungsverhalten eines schwarzen Körpers über die Heisenberg’sche Unschärferelation und die Entdeckung der Antimaterie bis hin zu modernsten Fragen der Stringtheorie, der Quantencomputer und des Quantenbewusstseins. Gleichzeitig veranschaulicht sie die vielen Paradoxa, wie Schrödingers Katze und die geheimnisvollen Verbindungen, die zwischen Quantenteilchen über Lichtjahre hinweg bestehen können, und die auch heute noch vielen Wissenschaftlern zu denken geben.

Diese faszinierenden Erkundung von Raum, Zeit und der letzten Grenzen des Universums zeigt, wie sich die Quantenphysik auf das Leben, wie wir es kennen, auswirkt, und führt damit den Leser zu einem tieferen Verständnis der grundlegenden Natur unserer Welt.

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Man wusste seit dem späten 19. Jahrhundert, dass elektrischer Strom durch Teilchen – den Elektronen – übertragen wird. 1897 hatte J. J. Thomson gezeigt, dass elektrische Ladungen ein Vakuum durchqueren können, genau wie Licht kein Medium benötigt, in dem es sich ausbreiten kann, also war ein Teilchen notwendig, das sie überträgt. Das passte allerdings nicht ganz so zu der Ansicht, dass elektromagnetische Felder sich wie Wellen verhalten. 1927 beschossen Clinton Davisson und Lester Germer an den Bell Labs in New Jersey, einen Nickelkristall mit Elektronen.

Durch Beugung abgelenkt; der Ablenkwinkel ist proportional zur Wellenlänge des 1814 1860er Fraunhofer misst Hunderte von Linien Kirchhoff und Bunsen finden heraus, dass die Linien von den Elementen stammen 41 42 … und Elektronen ‚ Alle wesentlichen Gesetze der Spektrallinien und der Atomtheorie stammen ursprünglich aus der Quantentheorie. Sie ist das geheimnisvolle Instrument, auf dem die Natur ihre Musik der Spektren spielt, und nach ihrem Rhythmus regelt sie die Struktur der Atome und Atomkerne.

Wenn sich das Atom in einem ionisierten Gas befindet – etwa in einer Neonröhre – werden Elektronen durch Stöße zweier Neonatome auf ein höheres Energieniveau gehoben und geben diese Energie nur wenig später durch die Abstrahlung eines Photons, dessen Energie der Energiedifferenz entspricht, wieder ab. Kalte Gase hingegen können Energie von einer hinter ihr liegenden Lichtquelle absorbieren, dabei werden ihre Elektronen auf ein höheres Energieniveau gehoben. Dies führt zu dunklen Absorptionslinien – einer Lücke – im Spektrum der Lichtquelle im Hintergrund.

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50 Schlüsselideen Quantenphysik by Joanne Baker, Bernhard Gerl


by Michael
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