die quantenmechanik nur die quantenmechanik erscheine ganz geheimnisvolle geschichte zu sein wenn man die zu lange betreibt dann sozusagen einige dann würde man ihre werden es gibt zusätze wie wird behauptet die grand mechanik verstanden zu haben er hat sie nicht verstanden im bermudadreieck der quantenmechanik sind ja schon viele verloren gegangen aber es gibt eine rettungsinsel und das ist die natur in der natur da zeigt sich erst wie großartig die quantenmechanik ist da muss man sich nicht um irgend etwas kümmern dann kann man einfach nur sagen was ist die frage und die quantenmechanik liefert die anlage zu beginn des zwanzigsten jahrhundert sind das muss man sich mal auf der zunge zergehen lassen konnte die physik die welt nicht erklären ein bisschen was erklären mechanik da oben am himmel und so weiter und dampfmaschinen gab es auch schon auch elektrizität war alles schon da aber die welt die da war also die materie das buch aus die welt besteht konnte die physik nicht erklären ich hatte keine chance hörte so ein bisschen so elektronen mal negativ 1911 hat man herausgefunden es gibt positive ladungen im atomkern und schon war eigentlich alles unverständlich das müsst ihr euch mal vorstellen meine vision er unter uns anfang des zwanzigsten jahrhunderts wusste man noch nicht weshalb es überhaupt stabile materie gibt also man wusste nicht weshalb elektronen den eher negativ geladen nicht einfach in dem positiv geladenen atomkernen hineinstürzen bis dahin war es immer so ungleich name elektrische ladung die ziehen sich an gleichnamige ladung stoßen sich ab aber ungleich nahm ich die ladung ziehen sich an und das elektron das wusste man schon das negativ geladen und musste auch der atom kurs positiv geladen also war doch klar dass die elektronen vor dem atom gezogen werden das elektron muss doch da rein fallen und wenn das elektron da diese kraft spürt dann wird es beschleunigt und beschleunigte ladungen strahlen und wenn das elektron strahlt dann verliert das energie und da muss es dem kern immer näher kommen und das spiel agiert oder spirale siert da in den kern rein und dann gibt es eben nur noch neutrale materie also es war völlig klar die standard physik des neunzehnten jahrhundert sich ja so wahnsinnig erfolgreich waren der berechnung der himmels bewegung die thermodynamik hier die ganze wärme kraftmaschinen ja dampfmaschinen also was und auch hier die elektrizität dynamos alles war ja alles da elektromotor war schon früher erfunden waren als der ottomotor dieselmotor super aber das kind konnte nicht erklären weshalb überhaupt materie gibt das muss man sich mal auf der zunge zergehen lassen die physik also ist ja physis also ist die natur beschreibende naturwissenschaft schlechthin ist nicht in der lage zu erklären warum es überhaupt stabile materie gibt die aus negativen und positiven teilchen entstehen kann aber jetzt erstmal wie kann man das denn lösen das elektron nicht in den atomkern feld naja man verbietet sie man es stellt die regel auf das ein elektron eben tatsächlich nicht in den kern kann also zunächst einmal dass man hier gar nicht so argumentieren kann dass das elektron diese kraft spürt und dann eben ständig irgendwelche strahlung abgibt und damit energie verliert das muss man als paar unterlassen sondern es gibt eben bestimmte zustände die das elektron einnehmen kann ohne das energie verliert das muss man postulieren und muss sich dann überlegen welche konsequenzen hätte denn dass das bild es gebe hier ein atomkern der von einem elektron umkreist wird ist einfach völlig falsch das elektron ist ein ausgebreitet es etwas über dessen tatsächliche lokalisierbar kann gar nicht genau bescheid wissen das ist immer unbestimmt immer und dann stellt sich heraus dass wenn man wirklich möchte dass ein elektron ganz ganz ganz ganz nah am kern dran ist dann ist es ganz ganz ganz ganz schnell das kann überhaupt nicht den kern hinein fallen keine chance egal wie es drehen und wenden die wirklichkeit ist nicht beliebig zusammen zu pressen das ist die heisenbergsche unbestimmtheit relation und sie erlaubt sofort jedem physikalischen ding und jedem physikalischen begriff eine wellenlänge zuzuordnen das ist ein produkt von zwei unbestimmtheiten die immer und unter allen umständen größer ist als das branche wirkungs konto das ist die inkompatibilität der welt und hier versagt unsere vorstellungskraft vollkommen es ist also in der quantenmechanik nicht möglich beliebig genau irgendetwas festzustellen ohne dass es nicht beliebig schnell wird also natürlich bis maximal zur lichtgeschwindigkeit und wenn es dann ganz langsam geworden ist dann wissen wir nicht mehr groß ist das sind zwei größen die miteinander korrespondieren müssen offenbar gibt es in dem reich des allerkleinsten ganz andere regeln als in dem reich was wir hier so kennen in dem reich des allerkleinsten scheint es verbotszonen zu geben man landet hier an einer verständnis grenze in der physik wie man sie bis dahin überhaupt nicht kannte bis dahin war alle physik irgendwie sehr klar anschaulich und jetzt kommt man an einen teil der welt heran der offenbar mit unserer aufbaut also die elementaren teilchen die unsere aufbau die atome in dem fall und dann stellt man fest da unten da ist alles ganz anders als bei uns ein anderes geheimnis war die frage die man bei verschiedenen experimenten herausgefunden hat das licht sich offenbar ja komisch verhält man wusste schon das licht elektromagnetische strahlung ist und dass es sich ausbreitet wie eine welle also eine welle ist ja eine oszillation im raum also nicht nur an einem ort sondern breitet sich aus im raum das heißt sie hat eine amplitude höhe hat eine wellenlänge eine frequenz all diese dinge damit konnte man viel verstehen viele der optischen erscheinungen wie beugung und brechungen all diesen kann man prima verstehen warum na ja weil man alles aus der hydrodynamik verwendete elektrische strom der fließt elektrische spannung das ist wie eine staumauer das heißt der die energie wird irgendwo festgehalten die kann dann fließen spannung und strom und widerstand das ist so wie im widerstand in der strömung das konnte man prima anschaulich sich vorstellen die physik bis dahin war eine physik des kontinuierlichen übergangs da gab es die mechanik direktor dynamik die thermodynamik das alles funktionierte wunderbar energie beträge wurden kontinuierlich abgegeben und aufgenommen bis hin ist überhaupt keine energie abgegeben und aufgenommen wird also man konnte kontinuierlich das ganze richtig gut verstehen und dann gab es ausgerechnet ein problem nämlich bei einem kontinuierlichen spektrum eines quadrats sogenannter schwarz körper strahlung und max bahr hatte mehr 1900 angesagt dieses spektrum zu verstehen muss man annehmen und das hat eben das ist ihm sehr schwer gefallen muss man annehmen dass energie eben nicht kontinuierlich abgegeben wird sondern immer in paket form in quantel und das war die annahme die uns in die ganze quantenmechanik hineinträgt dass nämlich die abgabe von energie in quant easy rter form stattfinden muss also im paket form also die abgabe von energie war auf einmal nicht mehr in wellenform sondern in quanten also im paket v licht wurde zu einem teil finden fünf jahre später wird ein anderer großer der physik nämlich albert einstein erklären das herauslösen von elektronen aus einer metalloberfläche durch die bestrahlung mit elektromagnetischer strahlung könne man nur verstehen wenn die strahlung auch in quant easy rter form aufgenommen wird also abgabe und aufnahme von strahlung nicht kontinuierlich sondern in quant easy rter form dafür hat einstein in seinen nobelpreis bekommen nicht für seine relativitätstheorie wahnsinn das wort vom quandt war auf einmal in der welt das heißt das licht das bis dahin immer eine welle gewesen ist eine welle die sich ausbreitet im raum das licht wird auf einmal zu einem teilchen einige jahre später wird man feststellen dass teilchen sich wie wellen verhalten können man schickt sie durch den spalt und offensichtlich haben sie eigenschaften diese teilchen die sind eher wellenartig als ob es die als ob die teilchen eine wellenlänge hätten oder eben das licht einen ort hat offenbar hängen die dinge miteinander zusammen also licht was für eine welle war wird zum teilchen und teilchen also die materie die früher teilen waren wird zu wählen und das bedeutete bereits einen unglaublichen bruch mit allen vorstellungen die wir vorher gehabt haben hier versank die vorstellungskraft förmlich in sich selber denn offenbar passiert da unten etwas ganz ganz anderes als das was wir uns vorstellen die dinge sind unbestimmt und unvorstellbar unsere vorstellungskraft versagt schlicht bei der tatsache dass etwas zu gleich zwei eigenschaften haben kann je nachdem wie ich es experimentell untersucht bekomme ich einmal die eigenschaft des teilchens und einmal die eigenschaft der wende heraus zwei seiten einer medaille ich kann nie beide seiten der gleichen medaille immer sehen können ich muss immer experimente machen bekommen bestimmte eigenschaften heraus und so zeigt sich dass bei der struktur der materie die quantenmechanischen vorstellungen von unbestimmtheit von schwankungen sind unglaublich erfolgreich in ihrer vorhersagekraft sie können dinge erklären die man vorher für völlig unerklärt hielt zb wieso atome miteinander verbindungen zu molekülen eingehen wie verbinden sich jetzt atome zum beispiel zwei wasserstoffatome zu einem wasserstoff moleküle also wenn wir uns jetzt vorstellen das wären wirklich harte kugel dann würden die sich überhaupt nicht verbinden können vor allen dingen dann nicht wenn sie an ihrer oberfläche vielleicht sogar noch gleichnamige geladen sind dann geht das nicht aber wenn wir uns vorstellen und das ist die quantenmechanische vorstellen dass diese atome ihr sowas sind wie wolken diffuse wolken dann können die sich durchdringen und können tatsächlich innerhalb dieser gemeinsamen bindungs wolke ganz unterschiedliche ladungsverteilung haben so dass zum beispiel die eine seite ein bisschen positiv geladen ist die andere seite ein bisschen negativ also die verbindung von atom so molekül ist natürlich eine elektrisch da gibt's spielen die elektrische und elektromagnetische kräfte eine rolle aber eben auch aus den quantenmechanischen verbots regeln abgeleitete größen wie zum beispiel die art und weise wie ein teilchen sich im magnetfeld verhält den spin also der spin wird ja gerne beschrieben als drall also das ist ein man stelle sich vor man hätte irgendwie ein teilchen und dieses teilchen würde um seine eigene achse sich drehen und der rotationsachse drehen das kann sich einmal in die eine richtung rheda in die andere richtung also man spricht man vom spin up also den tresen nach oben oder andresen nach und bin da und das ist eine eigenschaft wie sie sonst in der physik nicht existiert nämlich entweder oder sondern in der klassischen physik an der drehimpuls um mit denen ein teilchen sich dreht eben ganz unterschiedlich sein also kann werte annehmen zwischen 0 und 1 aber hier nicht hier ist es entweder plus oder minus was anderes gibt es nicht physikalisch korrekt da wäre es wenn wir also elektronen in einem magnetfeld uns anschauen das und sehen dass diese elektronenstrahl praktisch gesplittet wird die einen teilchen gehen in die eine richtung die anderen gehen in die andere richtung und diese eigenschaft dass diese elektronen sich im magnetfeld orientieren ein mal in die eine mal in die andere richtung das nennt man spin und es interessante im in der geschichte der quantenmechanik ist das aus der verbots regel das eine nämlich ein elektron oder zwei elektronen müssen sich mindestens in einem zustand unterscheiden sich weitere immer weitere verbots regeln entwickelt haben mit denen man immer besser und besser verstehen konnte wie atome sich zu molekülen verbinden das heißt aus den verbots regeln der quantenmechanik haben sich auf einmal eigenschaften entwickelt die konnte man im experiment überprüfen nämlich wie verhalten sich moleküle unter zum beispiel den beschuss von elektromagnetischer strahlung was machen die es hat sich rausgestellt ist alles richtig licht kann sich materie artig verhalten also wie teilchen und materie kann sich richtig verhalten also wie wählen und zwei teilchen dürfen nie exakt den gleichen zustand haben sie müssen sich mindestens in einer eigenschaft voneinander unterscheiden das lässt uns verstehen weshalb atome in der bestimmten form strahlen wie sie es tun das lässt uns verstehen sogar die atomkerne zerfallen das lässt uns verstehen wie atome mit sich miteinander verbinden und sogar die atomkerne miteinander verschmelzen und damit wurden anfang des zwanzigsten jahrhunderts durch eine einzige theorie grundlegende physikalische probleme mit einem schlag gelöst eine klappe sieben fliegen sozusagen unglaublich und wenn man diese gedanken der quantenmechanik das alles im universum immer eine wellenlänge und eine frequenz hat das also alles materielle im universum sich wie wellen verhalten kann und alles wellenartig im universum sich wie man den verhalten kann dann wird es möglich zu verstehen es hat die welt überhaupt existiert denn diese unbestimmt hat garantiert in diesem universum dass es keinen nullen und kein unendlich gibt egal was immer wir haben an energien an längen an geschwindigkeiten alles ist limitiert durch diese scheinbar unvorstellbaren quantenmechanik deren regeln für unser universum die bedingungen sind damit überhaupt irgendetwas sein kann ohne die quantenmechanischen regel würde es uns nicht geben wird ist die ganze welt nicht geben die quantenmechanik ist der garant dafür dass die welt als ganzes überhaupt stabil bleibt die materie in ihr die wechselwirkung in ihr und alles was existiert wird letzten endes aufgebaut und zusammengesetzt durch die regeln der quantenmechanik wenn es die quantenmechanischen prinzipien nicht gäbe dann würde dieser film nicht laufen dann würde diese kamera nicht existieren dann wird es euch nicht geben da würde es mich nicht geben über das gar nichts geben und das ist natürlich das tolle auf der einen seite also was das heißt das tolle das irgendwie auch die herausforderung dass man einfach hinnehmen muss dass eine theorie vorhersagen macht und erklärung ab liefert die richtig gut sind nämlich für die phänomene die man gemessen hat dass sie aber mit unserer vorstellungskraft überhaupt nicht mehr zu packen ist sondern das ist eine rein mathematische theorie ist deren erfolg die mittel heiligt das ist hier die aussage die dahinter steht am ende muss man einfach sagen wir haben in der physik keine einzige theorie die präzise ausgeleuchtet überprüft und bestätigt worden ist als die quantenmechanik die quantenmechanik liefert messwerte die wir auf viele viele stellen in dem komma genau nachmessen können und finden heraus stimmt wie die atome strahlen wie die atome sich verbinden weshalb es überhaupt materie gibt all diese dinge lassen sich mit quantenmechanik hervorragend erklären und man kann natürlich weiter fragen nur hinter die quandt mich hinter der quantenmechanik kommt nichts mehr