Die zweite Quantenrevolution - Vom Spuk im Mikrokosmos zu neuen Supertechnologien
von: Lars Jaeger
Springer-Verlag, 2018
ISBN: 9783662575192
Sprache: Deutsch
568 Seiten, Download: 7709 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
| Prolog: Das weiße Kaninchen | 6 | ||
| Inhaltsverzeichnis | 12 | ||
| Teil I Quantum 2.0 – die zweite technologische Revolution aus der Welt der Quanten | 22 | ||
| 1 Große Macht | 23 | ||
| Quantenphysiker – von Magiern zu Ingenieuren | 27 | ||
| Immer abstraktere Theorie, immer konkretere Technologie – der Laser | 31 | ||
| Quantenphysik und Elektronik – vom Transistor zum integrierten Schaltkreis | 34 | ||
| Neue Verbindungen – Quantenchemie und Quantenbiologie | 38 | ||
| Quantenphysik überall – und es kommt noch viel mehr | 41 | ||
| 2 Nach unten hin gibt es noch viel Platz | 43 | ||
| Aus Quantenspuk wird Technologie | 46 | ||
| Immer genauer messen – Quantentechnologien machen es möglich | 53 | ||
| Der heilige Gral der Datensicherheit – die Quantenkryptographie | 58 | ||
| 3 Technologie im Allerkleinsten | 62 | ||
| Nano – Unendliche Möglichkeiten im unsichtbar Kleinen | 63 | ||
| Wundermaterialien | 66 | ||
| Wertvoller als Diamant | 69 | ||
| Von der Mikro- zur Nanoelektronik | 72 | ||
| Ultrakleine Maschinen – Beherrscher der Nanowelt | 74 | ||
| Wenn Nano- und Biotechnologie miteinander verschmelzen | 76 | ||
| Assembler – eine Welt aus Staub | 78 | ||
| 4 Unfassbar schnell | 82 | ||
| Der heutige Computer – ein Konzept aus den 1940er-Jahren | 85 | ||
| Eine neue Art zu rechnen | 89 | ||
| Exponentielle Rechenkraft | 91 | ||
| Probleme, die Quantencomputer lösen – und neue, die sie schaffen könnten | 96 | ||
| Wann kommt der Quantencomputer? | 101 | ||
| Das Quanteninternet | 103 | ||
| Teil II Quantenwelten – Bizarres im ganz Kleinen | 108 | ||
| 5 Widersprüchliche Atome | 109 | ||
| Philosophische Widersprüche | 111 | ||
| Höhlengleichnis gegen Atome mit Haken und Ösen | 115 | ||
| Der Weg zu einer physikalischen Theorie der Atome | 117 | ||
| Der problematische Rahmen der klassischen Physik | 120 | ||
| 6 Natura facit saltus | 124 | ||
| Ein Akt der Verzweiflung | 125 | ||
| Der nächste Quantensprung – Einsteins Lichtteilchen | 128 | ||
| Der Welle-Teilchen-Dualismus | 130 | ||
| Von Thomsons Rosinenkuchen bis zu den Bohr’schen Quantensprüngen | 133 | ||
| Strichcodes der Elemente | 138 | ||
| 7 Tertium datur | 142 | ||
| Welle-Teilchen-Dualismus 2.0 | 143 | ||
| Wellenmechanik – schöne neue abstrakte Welt | 146 | ||
| Heisenbergs Unschärferelation und die neue Quantenmechanik | 148 | ||
| Wellenfunktion und Wahrscheinlichkeiten – der Abschied von der physikalischen Kausalität | 152 | ||
| 8 Sowohl als auch und weder noch | 158 | ||
| Bizarres am Doppelspalt | 161 | ||
| Der mysteriöse Kollaps der Wellenfunktion | 166 | ||
| Bohrs Komplementaritätsprinzip – die Kopenhagener Deutung | 168 | ||
| Der Streit – die Bohr-Einstein-Debatte um eine spukhafte Fernwirkung | 171 | ||
| 9 Verlust der Identität | 176 | ||
| Grenzen in Auflösung | 177 | ||
| Zwei Elektronen – und doch ein und dasselbe | 179 | ||
| Zwei und doch eines | 182 | ||
| Altes Rätsel, neue Auflösung – das Gibbs-Paradoxon | 187 | ||
| Wechselspiele mit Fermionen und Bosonen | 189 | ||
| Supraleitung, Suprafluidität und Laser – nützliche makroskopische Quanteneffekte | 192 | ||
| Offene Probleme der Kopenhagener Deutung | 195 | ||
| Teil III Von Quantenfeldtheorien zu einer „Theorie von Allem“ – alles Materielle löst sich auf | 199 | ||
| 10 Negative Energien und der Elektronenspin | 200 | ||
| Einsteins zweiter Geniestreich – die Spezielle Relativitätstheorie | 201 | ||
| Eine neue Gleichung und die Auflösung des Spin-Rätsels | 206 | ||
| Vom Entsetzen zur Sternstunde der theoretischen Physik | 208 | ||
| Löcher im See | 210 | ||
| Der Weg zur ersten Quantenfeldtheorie | 213 | ||
| 11 Quantenfeldtheorien | 216 | ||
| In zwei Sprüngen vom klassischen Teilchen zum Quantenfeld | 218 | ||
| Die Neue Welt übernimmt die Führung | 222 | ||
| Quanten des elektromagnetischen Feldes – die neue Rolle des Photons | 227 | ||
| Teilchen aus dem Nichts | 230 | ||
| Die Entmaterialisierung der Materie | 232 | ||
| Alles ist eins | 234 | ||
| 12 Unendlich minus unendlich gleich endlich | 239 | ||
| Sesam, öffne dich! | 241 | ||
| Spiralen und Loops | 244 | ||
| Kompliziert ohne Ende | 248 | ||
| Jenseits des Horizonts | 250 | ||
| Verbleibendes Unwohlsein | 252 | ||
| 13 Immer mehr Teilchen | 255 | ||
| Konfusion im Teilchenzoo | 256 | ||
| Der edle achtfache Pfad der Physik | 259 | ||
| Drei Quarks für ein Musterzeichen | 262 | ||
| Gefangene Quarks | 265 | ||
| Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik | 268 | ||
| Das Teilchen, ohne das nichts geht | 272 | ||
| Noch nicht am Ende | 273 | ||
| 14 Einstein passt nicht rein | 277 | ||
| Einsteins zweite Relativitätstheorie | 280 | ||
| Ganz nah an der Sonne | 283 | ||
| Sackgasse Singularität | 285 | ||
| Die Krux mit den Hierarchien | 288 | ||
| Jenseits des Standardmodells | 292 | ||
| Supersymmetrien, Strings und Quantenschlaufen | 295 | ||
| Der Blick in die Sterne | 297 | ||
| Teil IV Einschnitte ins philosophische, ästhetische und spirituelle Denken | 302 | ||
| 15 Der Weg in die Substanzlosigkeit | 303 | ||
| Kein Boden mehr unter den Füßen | 307 | ||
| Zufriedene Physiker, unzufriedene Philosophen | 311 | ||
| „Shut up and calculate!“ | 315 | ||
| 16 Das neue Wahrheitsverständnis | 317 | ||
| Der Königsberger Revolutionär | 321 | ||
| Zufriedene Philosophen, unzufriedene Physiker | 325 | ||
| Sekt und Selters | 329 | ||
| Ganz oder gar nicht? | 333 | ||
| 17 Das ewige Wechselspiel | 337 | ||
| Das Ende der Ich-Illusion | 340 | ||
| Die Substanzlosigkeit des Mittleren Weges | 342 | ||
| Leerheit im Herzen | 347 | ||
| Unlösbar verbunden und doch nicht in Einem verschwimmend | 350 | ||
| Eine Brücke über einen Abgrund von über 1800 Jahren | 352 | ||
| 18 Symmetrien | 356 | ||
| Von der Kunst zur Wissenschaft | 358 | ||
| Symmetrie als Invarianz | 361 | ||
| Die größte Mathematikerin aller Zeiten | 365 | ||
| Ein Ausflug ins 8. Semester Mathematik | 369 | ||
| Schön genug, um wahr zu sein | 371 | ||
| Das Muttermal auf der Wange | 374 | ||
| 19 Quantenbewusstsein und das Tao der Physik | 378 | ||
| Quantenphysik und Geist – ein populärer Zusammenhang | 381 | ||
| Die Quantenphysik als Krücke für unklares Denken | 382 | ||
| Ein paar Jahrzehnte zu spät | 384 | ||
| Ochs vorm Berge, eins, zwei, drei … | 387 | ||
| Das Tao der Physik – die quantenesoterische Bewegung | 389 | ||
| Der Trugschluss der Quantenesoterik | 393 | ||
| 20 Quantenphysik und Glauben | 396 | ||
| Einstein und Gott am Würfeltisch | 398 | ||
| Bohr und das fernöstliche Denken | 401 | ||
| Heisenberg und die Welt der Werte | 405 | ||
| Wie die Quantenphysik den Glauben in die Ecke drängte | 407 | ||
| Was die Physik offen lassen muss | 409 | ||
| Teil V Verschränkung – des Quanten-Pudels Kern | 415 | ||
| 21 Katzenschicksale | 416 | ||
| Der Sprung über die Grenze | 418 | ||
| Lagebesprechung | 420 | ||
| Die Verschränkung betritt die Bühne | 423 | ||
| Alles ist wahr | 426 | ||
| Die finale Frage | 429 | ||
| 22 Wigners Freund | 432 | ||
| Messung mit Hintermann | 433 | ||
| Quanteneffekte in biologischen Systemen | 436 | ||
| Quantenphysik am Beginn des Lebens | 441 | ||
| Quantenphysik in unserem Kopf | 444 | ||
| 23 EPR und die verborgenen Variablen | 449 | ||
| Einstein sträubt sich | 451 | ||
| Zusammenprall der Ansichten | 454 | ||
| Ein kurzes Strohfeuer | 457 | ||
| 24 Die experimentelle Auflösung der Bohr-Einstein-Debatte | 461 | ||
| Bohm oder Bohr? | 462 | ||
| Das zweimal erfundene Rad | 464 | ||
| Von der Idee zur konkreten Anleitung | 466 | ||
| Aus Zwei mach Vier | 469 | ||
| Ein erfolgreiches Sabbatjahr | 472 | ||
| Es spukt wirklich in der Quantenwelt | 474 | ||
| Ein Startschuss – und kaum jemand läuft los | 478 | ||
| Mit Licht zum Erfolg | 480 | ||
| Die schrittweise Demontage der verborgenen Variablen | 482 | ||
| Eine Welt voller No-Gos | 484 | ||
| 25 Das Zeitalter der Verschränkung | 488 | ||
| Erste Schritte in eine neue Technik | 490 | ||
| Abhörsicher durchs Weltall | 494 | ||
| Von der klassischen Informationstheorie zum Quantencomputer | 497 | ||
| Eine verpasste Gelegenheit | 500 | ||
| Ein weites Feld | 502 | ||
| 26 Schrödingers Katze lebt | 508 | ||
| Die Suche nach dem magischen Punkt | 511 | ||
| Wenn Quantensysteme ein Bad in der Menge nehmen | 513 | ||
| Realität durch Dekohärenz | 516 | ||
| Ultraschnell in die Realität | 520 | ||
| Wie es weitergeht | 522 | ||
| Die Kehrseite der Dekohärenz | 524 | ||
| Teil VI Die Zukunft – Wohin geht es? | 528 | ||
| 27 Quantenrevolution 2.0 | 529 | ||
| Technologie und gesellschaftlicher Wandel | 533 | ||
| Das mächtige Trio | 535 | ||
| Schnelle neue Welt | 537 | ||
| Wer sitzt am Steuer? | 541 | ||
| Sich informieren ist erste Bürgerpflicht | 545 | ||
| Epilog: Ein Morgen im Jahr 2050 | 548 | ||
| Literatur | 553 | ||
| Personenverzeichnis | 561 | ||
| Sachverzeichnis | 563 |