Quantenphysik

Zeitreisen im Quantenland: Wie man eine selbstheilende Realität erzeugt Astrophysik

Zeitreisen im Quantenland: Wie man eine selbstheilende Realität erzeugt

"Schmetterlingseffekt" heißt ein Begriff aus der nichtlinearen Dynamik, einem Teilbereich der Physik. Er tritt in Systemen auf, die drei Anforderungen erfüllen: Der Output ist nicht immer proportional zum Input ("nichtlinear"), der Verlauf ist zeitabhängig, hängt aber nur vom Ausgangszustand ab ("dynamisch") und der Zufall spielt keine Rolle ("deterministisch", wenn A, dann B). Wenn diese drei Bedingungen erfüllt sind, kann eine geringe Änderung der Anfangsbedingungen zu großen Änderungen des Ergebnisses führen. Geprägt wurde er von dem Meteorologen Edward Lorenz, der sich dabei auf den Flügelschlag eines Schmetterlings im Amazonasbecken bezieht, der das Wetter in Texas beeinflussen könnte. Verallgemeinert wird der…
Kann die Spezielle Relativitätstheorie die Seltsamkeiten der Quantenphysik erklären? Astrophysik

Kann die Spezielle Relativitätstheorie die Seltsamkeiten der Quantenphysik erklären?

Die Physik hat schon seit einiger Zeit ein Problem. Ihre grundlegenden Theorien, die Allgemeine und die Spezielle Relativitätstheorie und die Quantenphysik, sind für sich genommen vielfach als korrekt nachgewiesen. Aber sie passen nicht zueinander – in Extremfällen, etwa in Schwarzen Löchern oder beim Urknall, wo man beide anwenden müsste, funktioniert das nicht. Die Quantenphysik scheint dabei die grundlegendere Theorie zu sein, deshalb geht die Wissenschaft davon aus, dass man die Relativitätstheorie anpassen müsste, zu einer Quanten-Relativität. Aber das muss vielleicht gar nicht sein. Dr. Andrzej Dragan von der Fakultät für Physik der Universität Warschau (FUW) und Prof. Artur Ekert von…
Wie viel Energie können wir uns aus dem Vakuum borgen? Astrophysik

Wie viel Energie können wir uns aus dem Vakuum borgen?

Es gibt keine negative Energie, das haben wir in der Schule gelernt. Gäbe es sie, müsste es auch negative Masse geben – und damit abstoßende Gravitation, denn Energie und Masse sind, wie Einstein in der Relativitätstheorie erklärt, miteinander direkt verknüpft. Auf der Mikroebene ist das jedoch nicht wahr (und das ist einer der Gründe, warum die Physiker bei der angestrebten Eheplanung von Relativität und Quantentheorie noch viel Spaß haben werden). In einem winzigen Gebiet ist es möglich, dass die Energie für kurze Zeit unter Null fällt, dass wir uns also Energie beim Vakuum ausborgen. Science-Fiction-Autoren benutzen das gern, um…
Physiker drehen die Zeit zurück – ein bisschen Astrophysik

Physiker drehen die Zeit zurück – ein bisschen

"Ach, könnte ich doch die Zeit zurückdrehen!" Physikern scheint das gerade gelungen zu sein – zumindest im Quantenreich und mit kleinsten Teilchen. Das berichten sie im Wissenschaftsmagazin Scientific Reports. Eigentlich ist es unmöglich, das Rad der Zeit zu manipulieren. Das liegt daran, dass der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik zwischen Vergangenheit und Zukunft unterscheidet. Die meisten anderen physikalischen Gesetze sind reversibel. Aber wenn der Zweite Hauptsatz ins Spiel kommt, verhält sich die Natur bockig, dann entwickelt sich alles immer nur in eine Richtung. Das Kartenhaus bricht von selbst zusammen, baut sich aber nicht von selbst wieder auf. Wärme fließt von…