Text
Kostprobe aus:
Regina
Berlinghof: Schrödingers Katharina oder Liebe am
anderen Ende der Welt
Thema Quantenphysik: Zu Erwin
Schrödinger- Auszug ab S. 177
© YinYang
Media Verlag, Kelkheim, ISBN 3-935727-08-9
(aus Katharinas Tagebuch:)
Ulrich warf mir nur einen höchst skeptischen Blick
zu.
„Zum Beispiel bei der heute gültigen
Theorie der Doppelnatur von Licht und Materie. Daß
beide sowohl Welle als auch Teilchen sind. Dabei
können wir auf den Teilchenbegriff im Grunde
verzichten. Es ist alles Welle und Schwingung. Man
kann den Doppelspaltversuch und viele andere
Phänomene ganz anders erklären als bisher.“
„Dann mußt du das Problem den
Leuten erst einmal erklären. Du kannst ihnen nicht
einfach Lösungen auftischen für Fragen, die sie gar
nicht gestellt haben. Der Leser muß doch wissen,
worum es dir oder deiner Heldin geht! Nun erklär mir
mal schön!“
„Also gut. Beim
Doppelspaltversuch gibt es zwei merkwürdige
Ergebnisse, die dazu geführt haben, daß man Licht
und Materie sowohl als Welle als auch als Teilchen
definieren muß. Erst beide Erklärungen beschreiben
korrekt die Natur des Lichts und der Materie. Niels
Bohr hat dafür auf das sogenannte
Komplementaritätsprinzip zurückgegriffen. – Du
kennst doch den Effekt, wenn du zwei Steine
nebeneinander ins Wasser wirfst: Beide schlagen
Wellen, und da wo sich die Wellen kreuzen, gibt es
sogenannte Interferenzen. Die Wellenhügel und die
Wellentäler addieren sich. Treffen Wellenberg und
Wellenberg zusammen, erhöht sich der Berg. Das
gleiche gilt für die Wellentäler. Nur wenn
Wellenberg und Wellental zusammentreffen, gleichen
sie sich aus. Ähnliches passiert, wenn man eine
Kerze oder Lampe mit einem total verdunkelnden
Lampenschirm umgibt und nur zwei kleine Schlitze
hineinbohrt. Es gibt die Vereinigung von
Wellenbergen und -tälern als helle und dunkle
Streifen. Und es gibt graue Zwischentöne, wo
Wellenberg und -tal aufeinanderstoßen. Also das
typische Interferenzphänomen. Darum wird Licht als
Welle definiert.
Nun gibt es aber auch die
Besonderheit, daß Licht, wenn es nur durch einen
Schlitz durchgelassen wird und auf eine Fotoplatte
trifft, Elektronen herausreißen kann. Das ist der
photoelektrische Effekt. Die Lichtstrahlen treffen
auf die Fotoplatte so punktuell gestreut wie
Kanonenkugeln, die auf eine Festungsmauer
abgeschossen werden und dort Mauersteine
herausreißen. Kein Anzeichen von Wellen. Also sagten
die Physiker, Licht besteht aus Teilchen, den
Photonen. Nur kann man mit dieser Theorie nicht die
Interferenzphänomene erklären, die sofort auftreten,
wenn man wieder zwei Schlitze öffnet. Und jetzt
kommt das Absurde, was die Physiker bis heute zum
Verzweifeln bringt: Wenn der Lichtstrahl so verengt
und verlangsamt wird, daß jeweils nur ein einziges
Photon ausgesendet wird, das dann nur einen von den
beiden Schlitzen passieren kann, dann gibt es doch
die Welleninterferenzen. Schließt man abwechselnd
den einen oder anderen Schlitz, dann gibt es den
üblichen Streueffekt von ganz hell in der Mitte und
nach außen hin immer dunkler werdend – gänzlich ohne
Interferenz. Das Vertrackte ist das Öffnen beider
Schlitze, selbst wenn nur das einzelne Photon
eigentlich nur durch einen der beiden Schlitze
passieren kann. Wenn nur eines durch den linken
Spalt zum Beispiel durchgeht, gibt es trotzdem
Interferenzen, als wüßte das Photon, daß der rechte
Spalt auch offen ist. Das gleiche gilt, wenn ein
Photon den rechten Schlitz passiert und der linke
Schlitz gleichzeitig geöffnet ist.
Und ich meine, das kann man auch
anders erklären und auf die Teilchentheorie
verzichten. Schrödingers Wellengleichungen reichen.
Er hat Licht und Teilchen als Welle beschrieben. Und
seine Mathematik stimmt! Nur in der Normalwelt führt
es zu absurden Konsequenzen. Nicht einmal
Schrödinger wollte sich damit abfinden.“
„Willst du den Leuten in einem
Roman etwa Formeln vorsetzen?“ Er lehnte sich wie zu
Abwehr zurück. „Das liest doch kein Mensch!“
„Natürlich lasse ich Formeln
außen vor. Ich habe sie ja selbst nicht. Ich bin
keine Mathematikerin. Aber ich habe neue Bilder zu
Fragen der Quantenphysik, zu diesem
Doppelspaltexperiment, zur Doppelnatur des Lichts
und der Materie, zur Lichtgeschwindigkeit und zu
Schrödingers Katze. Schrödinger selbst hat am Sinn
seiner richtigen Gleichungen gezweifelt. Das hätte
er nicht tun sollen. Er hat den Ergebnissen und
Folgerungen seiner Formeln selbst nicht getraut.
Daher sein Beispiel mit der Katze im Kasten, die
nach seinen Gleichungen zugleich lebendig und tot
ist – bis der Experimentator den Kasten öffnet. Erst
die Messung würde nach seinen Messungen über Leben
oder Tod der Katze entscheiden. Sein Beispiel ist so
aufgebaut, daß eine Giftphiole, die die Katze im
Kasten töten würde, nur dann zerbrochen und damit
geöffnet wird, wenn sie von einem Teilchen getroffen
wird, das beim atomaren Zerfall eines radioaktiven
Materials erzeugt wird. Da der Zerfall nur
statistisch vorhersagbar ist, weiß man nicht genau,
wann und ob innerhalb eines bestimmten Zeitraums
tatsächlich ein Atom zerfällt. Schrödingers
Gleichung definiert ja selbst ein Atom und ein
Teilchen als eine sich überlagernde Welle, die
sowohl Plus- als auch einen Minuswert zuläßt, und
zwar zur gleichen Zeit! Die Katze kann also zur
gleichen Zeit lebendig oder auch tot sein. So wie 4
aus plus 2 mal plus 2 oder aus minus 2 mal minus 2
bestehen kann. Erst beim Messen und Nachschauen
entscheidet sich, ob die Katze lebt oder tot
ist."
„Armes Tier“, sagte Ulrich nur.
„Es ist ganz merkwürdig. Die
Physiker rechnen seit langem mit mehrdimensionalen
Strukturen, aber nur wenige wagen es, sie als
physikalische Realität darzustellen. Irgendwie ist
es ja auch so, als würde unser Weltbild einer
Schutzhülle beraubt, wenn unsere Welt so offen in
Dimensionsrichtungen ist, die wir mit unseren Sinnen
nicht erkennen können. In der frühen Neuzeit war es
ähnlich. Schon seit Kopernikus und Kepler rechneten
die Physiker mit Kreis- und Ellipsenbahnen der Erde
und der Planeten um die Sonne. Aber erst Galilei
wagte es, das Weltbild umzustürzen und es als
Wirklichkeit zu beschreiben.“
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