die Grenze zwischen Makro- und Mikrokosmos

Es ist schon komisch, dass wir zwei Theorien brauchen, um ein- und dieselbe Materie oder Strahlung zu erklären. Und dennoch benötigen wir neben der herkömmlichen Physik noch das Theoriengebäude der Quantenphysik, um die Welt im ganz Kleinen zu erklären. Warum aber ist die Natur so eklatant uneinheitlich und vor allem: Wo liegt die Grenze zwischen unserer alltäglichen und der Quantenwelt? Die erste Frage kann Ihnen kein Physiker beantworten, geschweige denn ich Frischabiturient. Zur zweiten Frage möchte ich jedoch meine Vermutung kundtun und auch begründen.

Frau Heisenberg: „Ich kann meinen Schlüssel nicht finden.“

Werner Heisenberg: „Vielleicht weißt du einfach zu viel über seinen Impuls?“

Obiger Witz macht eines deutlich: Die Gesetze des Mikrokosmos gelten offensichtlich nicht für die Größenskalen unseres Makrokosmos. Warum dies so ist, habe ich u.a. hier erklärt. Es gibt jedoch sehr wohl ein Verhältnis zwischen Mikro- und Makrokosmos, wie Laser, moderne Computer, quantenphysikalische Experimente u.v.m. zeigen. Die Frage nach der Grenze zwischen beiden Beschreibungsweisen der Wirklichkeit ist also berechtigt.

Eine klare Grenze vor den quantenphysikalischen und hinter den makroskopischen Gesetzmäßigkeiten gibt es allen Anschein nach nicht. Vielmehr deutet sehr viel darauf hin, dass beide Welten ineinander übergehen. Eher fließend als graduell.

Verstärkt in den letzten Jahren stoßen Experimentalphysiker immer mehr in die Zwischenwelt zwischen Quantenwelt und alltäglicher Welt. Somit ist diese für uns nicht mehr reine Spekulation oder abstrakte Mathematik, sondern direkt messbar. So gelang es 1999 Beugungsexperimente mit einem Fulleren, einem C₆₀-Molekül durchzuführen. Man kann sagen, dass dort zum ersten Mal eine molekulare Interferenz mithilfe eines überdimensionalen Doppelspaltexperiments nachgewiesen wurde. Mittlerweile gibt es sogar die Forschungsbereiche Quantenchemie und Quantenbiologie. Und Anton Zeilinger möchte den Doppelspaltversuch auch mit Viren durchführen. Solche Unterfangen zu realisieren wird mit zunehmender Größe aber immer schwerer, siehe auch wieder Schrödingers Katze. Denn es ist unheimlich kompliziert, ein größeres System nicht kollabieren zu lassen und nach außen hin abzuschirmen (bei Schrödinger Katze müsste man das gar gravitativ, wie sollte das gehen?) Je größer also ein physikalisches Objekt ist, desto tendenziell weniger quantenmechanische Eigenschaften hat es. Daher können viele Eigenschaften der makroskopischen Welt, wie Realität oder Lokalität, nach meiner Ansicht als emergente Phänomene angesehen werden.

# die klassische Mechanik ist ein Grenzfall der Quantenmechanik.

Auch bei der Superfluidität, Supraleitung und bei der Bose-Einstein-Kondensation spielen Quanteneffekte eine wesentliche Rolle. Hier verhalten sich sehr viele Quantenteilchen kohärent und erzeugen damit makroskopische Quanteneffekte.

„Ich bin davon überzeugt, dass keine prinzipielle Grenze existiert.

Es gibt nur Grenzen der experimentellen Realisierbarkeit.“

- Anton Zeillinger

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