Quantenphysik. Gibt es das?
25. Auflage der beliebten JLU-Veranstaltungsreihe „Physik im Blick“ für Schülerinnen und Schüler – Auftakt am 25. Januar 2025
Nr. 10 • 13. Januar 2025
Quantenteleportation, Quantenkryptografie, Quantencomputing: Wenn das Wort „Quanten“ im Namen von Geräten und Technologien auftaucht, wird dies oft mit Science-Fiction verbunden. Doch zeigen immer mehr Experimente, dass derartige Anwendungen nicht völlig aus der Luft gegriffen sind. In unserem Alltag nutzen wir schon längst zahlreiche Geräte, die auf Quantenphänomenen basieren – zum Beispiel Smartphones. Mit Quantenphysik beschäftigt sich die 25. Auflage der beliebten Veranstaltungsreihe „Physik im Blick“ an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Das Organisationsteam unter der Federführung von Prof. Dr. Peter J. Klar (I. Physikalisches Institut) hat vier Vorträge zusammengestellt, die von Experimenten begleitet werden. Eingeladen sind alle Interessierten, insbesondere aber Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 8 bis 13 sowie ihre Lehrkräfte. Die Reihe beginnt am 25. Januar 2025.
Computer, Barcodescanner im Supermarkt, Laser-Pointer und LED-Beleuchtung – alle diese Geräte und Technologien gäbe es nicht ohne die Quantenmechanik. Sie hat sich ab dem Jahr 1925 als eigenständige Theorie in der Physik etabliert und im vergangenen Jahrhundert bahnbrechende Erfolge erzielt. Den Begriff der „Quanten“ und die Beobachtung der „Quantelung“ oder „Quantisierung“ von physikalischen Größen auf der mikroskopischen Skala gibt es schon deutlich länger. Beispiele hierfür sind Phänomene wie der Photoeffekt, die Schwarzkörperstrahlung oder die Linienspektren der Emission von angeregten Atomen. Die zugehörigen experimentellen Beobachtungen stehen im Widerspruch zur makroskopischen klassischen Physik.
Jahrzehntelang versuchte man, diese Widersprüche in der klassischen Physik durch Zusatzannahmen aufzulösen. Erst spät unternahmen Wissenschaftler wie Erwin Schrödinger oder Werner Heisenberg den mutigen Schritt, eigenständige mikroskopische Theorien zu entwickeln und einzusetzen, auf Basis derer es gelang, die Phänomene ohne Zusatzannahmen zu erklären. Mit diesen Theorien ließen und lassen sich neue Phänomene vorhersagen und Grundprinzipien finden, die unseren aus der makroskopischen Beobachtung der Welt geprägten und durch die klassische Physik beschriebenen Vorstellungen widersprechen. Dazu gehören die Energie-Zeit- sowie die Ort-Impuls-Unschärferelation, der Welle-Teilchen-Dualismus oder die Orbitalbeschreibung der chemischen Elemente und ihrer Bindungen untereinander.
In der diesjährigen „Physik im Blick“-Reihe wird erläutert, warum klassische physikalische Theorien bestimmte Erscheinungen nicht erklären können und es daher notwendig ist, Quanten einzuführen. Zudem wird diskutiert, welche Effekte durch Quanten entstehen und wie man diese interpretiert. Nicht zuletzt geht es um die Bedeutung der Quantenmechanik in aktuellen Forschungsarbeiten und für moderne Technologien.
Die Vorträge finden an vier aufeinanderfolgenden Samstagen vom 25. Januar bis zum 15. Februar 2025 statt, jeweils vormittags von 10 bis 12 Uhr im Wilhelm-Hanle-Hörsaal der Physikalischen Institute (Heinrich-Buff-Ring 14, Gießen). Im Anschluss an die Vorträge ist bei Getränken und Kuchen Zeit für Diskussionen und die Schülerinnen und Schüler können an einem Quiz teilnehmen, in dem es attraktive Preise zu gewinnen gibt. Außerdem gibt es einen Preis für die beste Schule.
- Termine
Zeit: 25. Januar bis 15. Februar 2025, jeweils samstags von 10-12 Uhr
Ort: Wilhelm-Hanle-Hörsaal der Physikalischen Institute, Heinrich-Buff-Ring 14, 35392 Gießen
25. Januar 2025
Prof. Dr. Michael Dürr, Institut für Angewandte Physik:
Der Photoelektrische Effekt – von den Anfängen der Quantenphysik zu modernen Anwendungen in den Materialwissenschaften
1. Februar 2025
Prof. Dr. Peter J. Klar, I. Physikalisches Institut:
Der Doppelspaltversuch – Was steckt hinter dem Welle-Teilchen Dualismus?
8. Februar 2025
Prof. Dr. Christian Fischer, Institut für Theoretische Physik:
Quantenteleportation
15. Februar 2025
Prof. Dr. Claudia Höhne, II. Physikalisches Institut:
Klein, kleiner, am kleinsten – die Grundbausteine der Materie
- Weitere Informationen
- Kontakt
Prof. Dr. Peter Klar, I. Physikalisches Institut
Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-33100
E-Mail: Peter.J.Klar
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