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Quantenphysik
Entwicklung der Quantenphysik
Die bisherigen Erkenntnisse der Quantenphysik, die ihren Ausgangspunkt am Beginn des 20.Jahrhunderts durch Max Planck nahmen, der auch den Begriff des Quants einführte, unterscheiden sich von den Naturgesetzen der klassischen Physik, die wir in unserer Alltagsrealität direkt wahrnehmen und beobachten können und auch alle technischen Errungenschaften, die auf den Gesetzen der Mechanik, Thermodynamik, Optik und Elektrodynamik basieren, wurden durch die Anwendungen der klassischen Physik entwickelt. Am Ende des 19.Jahrhunderts waren die Physiker überzeugt, damit alle Naturvorgänge beschreiben zu können. Doch das Phänomen des Strahlungsspektrums von schwarzen Körpern (Hohlraumstrahlung) war nicht erklärbar durch die bekannten physikalischen Gesetze, das war der Beginn der Quantenphysik, eines neuen Zeitalters in der Physik.
Friedrich Hund schreibt in seinem Buch über die Geschichte der Quantentheorie:" Das 20.Jahrhundert brachte der Physik die Relativitätstheorie und eine Theorie der Gravitation, die Quantentheorie und die Theorie der Atomhülle, weiter Erkenntnisse über den Atomkern und Ansätze zu einer Ordnung der Elementarteilchen. Als bedeutsamster unter diesen Fortschritten erscheint uns die Quantentheorie. Bedeutsam an Mächtigkeit: Sie löste das Problem der Stoffe und des Atombaues und gliederte die Grundbegriffe der Chemie in die Physik ein. Bedeutsam an Tiefe: Sie machte das Atom dem physikalischen Denken zugänglich durch Änderung der Art und Weise der Naturbeschreibung.
Die klassische Mechanik enthält das Bestimmtheitsaxiom, den Variablen pk und qk entsprechen Größen, die in Wirklichkeit jeweils genaue Werte haben. Dies führt zur strengen Determinierung der Zukunft. Die Quantentheorie behauptet hingegen eine eingeschränkte Bestimmtheit der physikalischen Größen und damit eine eingeschränkte Determinierung der Zukunft.
Die Entdeckung der Quantenphysik lieferte neuartige und ungewöhnliche Erkenntnisse:
Den Dualismus von Teilchen und Welle, die Unbestimmtheit, die Überlagerung von
Möglichkeiten, den Zufall. Durch jahrzehntelanges Experimentieren, das zunächst
philosophisch motiviert war, wurden und werden neue Technologien,Quantentechnologien, entwickelt. Sie beruhen auf der Umsetzung und dem Ziel der Umsetzung der Theorien der Quantenphysik in praktisch-technische Anwendungen. Transistoren, Laser, Kernspintomografie, Supraleitung und Halbleiter sind Technologien, die auf Grundlage der Quantenphysik entwickelt wurden, und in der Mikroelektronik ( Mobiltelefon, DVDs, TV etc.) bestimmend sind. Quantencomputer, Quantenkryptografie und Quantenteleportation sind Quantentechnologien, die erst teilweise anwendbar und am Markt erhältlich sind.
Quantenphysikalische Forschungen
Auf der Website www.iqoqi.at kann man sich informieren über die Forschungen des
Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation der österreichischen Akademie der
Wissenschaften. Auch die Website des Vienna Center for quantum science and technology
www.vcq.quantum.at gibt Einblicke in die quantenphysikalischen Forschungen, Publikationen, Vorlesungen, Veranstaltungen etc.
Die quantenphysikalischen Forschungen decken ein breites Spektrum an Forschungsge-
bieten ab von der Quantenkryptografie, dem Quantencomputer, der Quantennanophysik
bis zur Quantenteleportation, der Quantenoptik, der Erforschung der Grenzen
zwischen der klassischen Physik und der Quantenphysik und der Verbindung von Quantenmechanik und Gravitation.
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