Die Quantenphysik ganz einfach erklärt - Ein sehr gutes Interview mit Dr. Klaus Volkamer

 

Dr. Klaus Volkamer (geboren 1939 in Zweibrücken) ist ein deutscher promovierter Chemiker, Esoteriker, Politiker und Buchautor.




Was ist die Quantenphysik?

 

Die Effekte der Quantenphysik treten in der Welt der kleinsten Teilchen auf, auf atomarem Niveau und darunter. Erst Anwendungen wie Laser, Elektronenmikroskopie oder Supraleitung machen quanten-mechanische Effekte in unserer Welt erfahrbar.

 

Es ist so, dass Messungen an sehr kleinen Teilchen, wie Molekülen oder noch kleineren Systemen oft Ergebnisse liefern, die der klassischen Physik widersprechen. Zum Beispiel ist es so, dass manche Größen keine beliebigen Werte mehr annehmen können, sondern nur Vielfache sogenannter „Quantenwerte“.

 

Quantenmechanik Prägend für die Quantenmechanik war der Physiker Erwin Schrödinger. Einfach ausgedrückt bedeuten seine Ansätze, dass die Physik abhängig ist zB von Ort und Zeit. So ist es zum Beispiel nicht irrelevant WER unter einem Apfelbaum sitzt wenn es um die Frage geht, ob ein Apfel hinunterfällt auf jene Person. Das mag auf uns vielleicht befremdlich wirken, in der Physik geht man aber seit über einem halben Jahrhundert davon aus.

 

Am bekanntesten ist er für sein Gedankenexperiment – „Schrödingers Katze“. Hierbei stellt man sich vor, dass sich ein instabiler Atomkern, eine Katze und Geigerzähler und eine Giftkapsel in einer verschlossenen Kiste befinden. Wenn der Atomkern zerfällt, wird Radioaktivität frei, die der Geigerzähler misst, woraufhin das tödliche Gift freigesetzt wird. Spannend wird dieses Experiment dadurch, dass man nicht sagen kann ob die Katze zu einem bestimmten Zeitpunkt noch lebt oder bereits tot ist. Nach der Quantentheorie befinden sich das Atom nämlich in einem Zustand der Überlagerung, also noch nicht zerfallen und bereits zerfallen. Demnach müsste sich auch die Katze, solange die Kiste ungeöffnet ist, in diesem Zustand befinden – gleichzeitig lebendig und tot.

 

Die Quantenphysik bringt mit ins Spiel…

  1. Die Heisenberg’sche Unschärferelation: Es ist unmöglich, Ort und Geschwindigkeit eines Teilchens gleichzeitig genau festzustellen. Statt Elektronenbahnen um Atome werden daher Orbitale gezeichnet, Aufenthaltsräume für Elektronen, in denen sie sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit befinden.
  2. Die Quantisierung: Einige physikalische Größen wie Energie oder elektrische Ladung können nur in Vielfachen eines kleinsten Einheitswertes auftreten.
  3. Das Ausschließungsverbot: Elementarteilchen mit denselben Quantenzahlen, die ihren Zustand beschreiben, können nicht zur selben Zeit am selben Ort sein. Das gilt aber nicht für alle Elementarteilchen, woraus sich wiederum herrliche Fragestellungen ergeben…
  4. Die Verschränkung: Zwei Elementarteilchen, die „verschränkt“ sind, sich aber an zwei verschiedenen Orten befinden, sind „geisterhaft verbunden“. Beobachtet man das eine, ist unmittelbar der Zustand des anderen festgelegt. Quantenteleportation, Quantenverschlüsselung und Quantencomputer werden damit möglich.
  5. Die schwierige Messung: Messen stört dermaßen, dass entweder quantenphysikalische Phänomene ganz verschwinden, oder die Messung das Gemessene so stark beeinflusst, dass es gravierend verändert wird.
  6. Den Welle-Teilchen-Dualismus: Nicht nur Licht ist eine Welle und ein Strom von Teilchen (Photonen) gleichermaßen, sondern auch Materie. Auch Elektronen, Protonen, und was auch immer sind Teilchen und Welle zugleich. Manche Experimente zeigen den Teilchencharakter, andere den Wellencharakter.

In der Quantenwelt können Sie durch die Wand gehen, ohne weiteres aus einem Glas fließen, oder sonst irgendwelche krummen Sachen machen. Aber geben Sie Acht: alles ist unvertraut, wir sind dort nicht zuhause!

  1. Der photoelektrische Effekt: eine geladene Metallplatte kann durch das Bestrahlen mit Licht entladen werden. Es wird dabei Energie an die Elektronen übertragen, die dadurch die Platte verlassen können. Allerdings erst, wenn das Licht energiereich genug ist, bei UV-Licht. Man stellt sich vor, die ankommenden Lichtteilchen (Photonen) transportieren diese Energie.
  2. Die Probleme mit dem Schwarzen Strahler. Die abgegebene Energiemenge eines glühenden Objektes ist rechnerisch unendlich, was natürlich nicht sein kann. Erst mit der Quantisierung der Energie wurde das Problem lösbar.
  3. Der Doppelspaltversuch: Elektronen, die auf eine Wand mit zwei Löchern zufliegen, hinterlassen dahinter auf einem Schirm ein Muster, als ob sie sich als Welle benehmen. Sobald man feststellen will, durch welches Loch ein bestimmtes Elektron geflogen ist, benimmt es sich wie in der “klassischen Mechanik”, der Effekt verschwindet. Dieses seltsame Benehmen lies Erwin Schrödinger das Gedankenexperiment mit “Schrödinger’s Katze” formulieren.

Das Forschungsgebiet der Quantenphysik wird sehr schnell sehr kompliziert, je tiefer man eindringt. Wer das Gebiet beherrscht, kann viele Phänomene in mathematische Ausdrücke fassen. Wird jedoch versucht, diese Zusammenhänge in die Alltagssprache und damit in unsere alltägliche Welt zu versetzen, ist es schwierig, die sonderbaren Phänomene zu akzeptieren oder auch nur annähernd zu verstehen.

 

Junge Physiker haben die Quantenphysik entwickelt, Menschen, die sich wenig Sorgen um bestehende und etablierte Konzepte gemacht haben: Niels Bohr, Albert Einstein, Max Planck und andere.

 


Physiker behaupten: Wir sind auf subtile Weise mit jedem Punkt des Universums verknüpft

 

 Moderne Physiker stellen das bisherige Weltbild auf den Kopf. So gilt es neuerdings als wahrscheinlich, dass seit dem Urknall vor 13.7 Milliarden Jahren große Teile des Kosmos miteinander verschränkt sind und auf subtile Weise miteinander kommunizieren.

 

Auch kommen immer mehr Physiker mittlerweile zu dem Schluss, dass menschliches Bewusstsein auch außerhalb des Körpers möglich ist und den Tod überwinden könnte. Dies wäre der erste naturwissenschaftliche Hinweis auf eine unsterbliche Seele. Vorreiter solcher Ideen war der deutsche Physiker Professor Dr. Hans-Peter Dürr. Inzwischen stößt der amerikanische Physiker Jack Sarfatti in ein ganz ähnliches Horn. Seiner Meinung nach enthält die moderne Quantenphysik den Schlüssel für den Dualismus von Leib und Seele.

 

Die Thesen der Wissenschaftler stützen sich auf das so genannte Verschränkungsprinzip, das zum Bizarrsten gehört, was die moderne Quantenphysik zu bieten hat. Es besagt, dass zwei Teilchen A und B, die einmal zusammen gehörten, nach der Trennung wie durch Spuk miteinander verbunden bleiben und mit unendlich hoher Geschwindigkeit Informationen austauschen, selbst wenn der Zeitpunkt der Trennung weit in der Vergangenheit liegt oder die Teilchen mittlerweile Lichtjahre voneinander getrennt sind. Dies gilt vielleicht auch für unsere Gedanken, da auch die Vorgänge im menschlichen Gehirn wahrscheinlich der Quantenphysik gehorchen.

 

Bereits Albert Einstein ist auf das Verschränkungsprinzip gestoßen, hat es aber als »spukhafte Fernwirkung« später zu den Akten gelegt.

 

Wir sind alle nur aus SternenstaubEta-Carinae-Nebel

 

„Wir sind in der Tat alle nur aus Sternenstaub“, sagt Professor Roman Schnabel vom Max-Planck Institut für Gravitationsphysik in Hannover. Der Wissenschaftler hat sich einen Versuchsaufbau ausgedacht, um mit Hilfe von Lasern zwei kilogrammschwere Spiegel miteinander zu verschränken.

 

Bisher wurden Verschränkungszustände nur bei subatomar kleinen Partikeln für möglich gehalten. Einige Wissenschaftler halten es jedoch für möglich, dass auch die Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn, die auf der untersten Ebene über kleinste Partikel erfolgt, den Regeln der Quantenphysik gehorcht. „Die aus der Quantenphysik herrührende Möglichkeit einer durch den Raum ausgedehnten Ganzheit wird für das Verstehen des Gehirns von Bedeutung sein“, zeigt sich zum Beispiel der Frankfurter Physiker Professor Thomas Görnitz überzeugt. Und weiter argumentiert der Wissenschaftler: „Gedanken sind Quanteninformationen“.

 

Orion-NebelMit seiner These steht Görnitz nicht allein auf weiter Flur: Der australische Hirnforscher John Carew Eccles gehörte zu den ersten, die im Körper-Seele-Dualismus einen Zusammenhang mit der Quantenphysik erkannten. Eccles, der 1963 den Nobelpreisträger für Medizin erhielt, weil er die Wissenschaft mit entscheidenden Erkenntnissen über die Erregungsübertragung in den Nervenzellen befruchtet hatte, glaubte stets daran, dass es eine vom Körper unabhängige Seele gibt. Nach Eccles Theorie beeinflusst der Geist das Gehirn, indem er auf mikroskopisch kleine Strukturen in der Großhirnrinde, die so genannten Pyramidenzellen, einwirkt.

 

Eccles ist auch der geistige Vater der so genannten Psychonen. Darunter verstand der 1997 verstorbene Eccles „mentale Einheiten“, welche die Fortsätze der so genannten Pyramidenzellen des menschlichen Gehirns, die als Dendronen bezeichnet werden, durchdringen. Seiner These zufolge beeinflusst der Geist das Gehirn und umgekehrt auch das Gehirn den Geist und somit das Bewusstsein.

 

In Ergänzung zu Eccles Thesen entwickelten der amerikanische Bewusstseinsforscher Stuart Hameroff und der britische Mathematiker Roger Penrose eine Theorie, nach der sich das Bewusstsein durch den Kollaps der Wellenfunktion in den Mikrotubuli des Gehirns erklären lässt. Mikrotubuli sind dünne Röhren, die das Gehirn durchziehen und in ihrer Gesamtheit einen Biocomputer repräsentieren, der wiederum auf Quanteneffekten basieren soll. In den winzigen Hohlräumen der Mikrotubuli sind so genannte Quantenkohärenzen denkbar. Das sind orchesterartige Zusammenklänge von Quantenschwingungen. Experimentell konnten solche Phänomene bei tiefen Temperaturen von Hameroff und Penrose bereits nachgewiesen werden. Der Theorie zufolge entsteht ein bewusstes Erleben, wenn sich dieser Kollaps der Wellenfunktion in vielen Neuronen über das gesamte Gehirn verteilt einstellt.

 

Auch der Physiker Professor Efstratios Manousakis von der Florida State University in Tallahassee ist inzwischen davon überzeugt, dass sich die komplexen Vorgänge des Bewusstseins quantenmechanisch erklären lassen. Manousakis geht allerdings noch einen Schritt weiter und vertritt die These, dass nicht nur unser Bewusstsein sondern auch unsere Träume als Quantenphänomen beschrieben werden können.

 

Geradezu revolutionär klingt die Schlussfolgerung des amerikanischen Physikers Professor Amit Goswami von der Universität Oregon in Eugene. „Man kann logischerweise nur zu dem Ergebnis kommen, dass auch übersinnliche Phänomene wie Hellsehen eindrucksvolle Beispiele für quantenphysikalische Prozesse des Bewusstseins sind“, zieht er Bilanz. Über das Verschränkungsprinzip des Universums seien wir auf subtile Art und Weise nicht nur mit jedem Individuum sondern auch mit jedem x-beliebigen Punkt des Universums verbunden!

 

Hinweis auf die Seele und ein Leben nach dem Tod?

 

Für den Physiker Jack Sarfatti ist die Quantenverschränkung auch ein Hinweis darauf, dass Geist und Seele den Körper überdauern könnten.  Sarfatti ist davon überzeugt, dass das Paradigma, welches Naturwissenschaften und Geisteswissenschaften trennt, in Kürze zusammenbrechen wird. „Nichts geschieht im menschlichen Bewusstsein, ohne dass irgendetwas im Universum darauf reagiert. Mit jedem Gedanken, jeder Handlung beschreiben wir nicht nur unsere eigene kleine Festplatte, sondern speichern auch etwas im Quantenuniversum ab, das unser irdisches Leben überdauert“, lautet sein Credo.

 

Sollten sich die Theorien der Quantenphysiker in weiteren Versuchen bestätigen, dann würden sich auch Naturwissenschaft und Religion fortan nicht mehr als Gegensätze gegenüberstehen. Vielmehr könnten sie sich komplementär ergänzen – geradewegs wie die zwei Seiten ein und derselben Münze. Darüber hinaus birgt die Vereinigung von Wissenschaft und Theologie auch das Potential, religiöse Konflikte dieser Welt zu lösen.