Atome und Quantenmechanik

Was ist die Wellenfunktion und was die Unschärferelation? Was ist das Quantenvakuum und wie verhalten sich Supraflüssigkeiten? Und werden wir bald Quantencomputer verwenden? Diese und andere Fragen lassen sich mithilfe der Quantenmechanik behandeln und teilweise auch beantworten. Die Quantenmechanik verblüfft uns bis heute mit ihren vielen rätselhaften Facetten. Da verhalten sich Teilchen wie Wellen und Wellen wie Teilchen, da nehmen Elektronen scheinbar mehrere Wege auf einmal, und das Vakuum ist nicht mehr leer. Teilchen überwinden Barrieren, obwohl sie eigentlich nicht genügend Energie dafür haben, und der Zufall entpuppt sich als fundamentales Prinzip der Natur. Unsere klassische Intuition wird hier auf den Kopf gestellt. In diesem Teil des Buches schauen wir uns an, warum Materie stabil ist, was der Spin des Elektrons ist und warum er sich nur sehr unvollständig als Eigenrotation verstehen lässt. Auch makroskopische Phänomene wie Supraleitung oder Suprafluidität wollen wir vorstellen. Nicht zuletzt werden wir den Laser genauer betrachten und auch den Quantencomputer. Alle diese Phänomene lassen sich mit der Quantenmechanik präzise beschreiben − doch was die Quantenmechanik für unser Verständnis der physikalischen Realität bedeutet, darüber herrscht auch fast einhundert Jahre nach ihrer Entstehung noch keine Einigkeit.