Spektrum-Podcast: Wie die Quanten die Physik revolutionierten

Vor 100 Jahren hat Werner Heisenberg die Idee der Quantenmechanik geschaffen und die Physik damit nachhaltig verändert. Ohne seine Ideen wären weder das Smartphone noch die Atombombe möglich gewesen. Doch noch immer verstehen wir die Welt der Quanten nur in Ansätzen. Über seine Ideen spricht diese Folge vom Spektrum-Podcast.

von Marc Zimmer und Mike Zeitz

Physikalische Formeln, die in weißer Schrift auf einem Hintergrund mit violetten und schwarzen diagonalen Streifen geschrieben sind. Die Formeln umfassen verschiedene mathematische Symbole, Gleichungen und Variablen aus der Quantenmechanik. — © Spektrum der Wissenschaft / Mike Zeitz (Ausschnitt)

Werner Heisenberg wurde 1901 in Würzburg geboren. Er studierte Physik in München und Göttingen. Im Alter von nur 23 Jahren formuliert er die Grundideen der Quantenmechanik - und revolutioniert damit die Forschungswelt nachhaltig. Der Legende nach hatte Heisenberg seinen Heureka-Moment im Sommer 1925 auf der Hochseeinsel Helgoland, wo er wegen seiner Allergien zur Kur war. Sein Geistesblitz war es demnach, der die Physik von ihren klassischen Vorstellungen löste und mit einem neuen mathematischen Ansatz - der Matrizenmechanik - den Grundstein für die moderne Quantenphysik legte.

2025 feiern Forschende weltweit deshalb »100 Jahre Quantenmechanik«, etwa die Max-Planck-Gesellschaft oder die Deutsche Gesellschaft für Physik. Doch die Heldensaga um Heisenberg greift zu kurz. Obwohl seine Ideen bahnbrechend waren, muss der Quantensprung auch als kollektive wissenschaftliche Entwicklung betrachtet werden.

Heisenberg und seine Vorgänger

Denn die Quantenmechanik war trotz der Erzählung über den Geistesblitz auf Helgoland keineswegs das Werk eines Einzelnen. Heisenberg und seine Ideen fußen auf Forschung von Zeitgenossen wie Max Planck, Albert Einstein und Niels Bohr. Auch Erwin Schrödinger hat zeitgleich an einem neuen Modell gearbeitet, der Wellenmechanik, die anschaulicher und ähnlich erfolgreich war. Die Frage nach der richtigen Interpretation spaltet die Physikgemeinde bis heute.

Obwohl die Quantenmechanik in den vergangenen 100 Jahren viele Entwicklungen ermöglicht hat - von der Atombombe über das Smartphone bis hin zum Quantencomputer - fehlt bis heute ein echtes Verständnis für die Welt der Quanten.

»Heisenberg hat gesagt, dass wir uns von diesen ganzen klassischen Vorstellungen mal lösen müssen.«Mike Zeitz

Mike Zeitz ist Physiker und Redaktionsleiter Physical Sciences bei Spektrum der Wissenschaft. Im Gespräch mit detektor.fm-Moderator Marc Zimmer erklärt er, wie Heisenberg auf die Quantenmechanik kam und wie bedeutsam diese Ideen bis heute für die Welt sind. Er geht auch darauf ein, vor welchen Rätseln die Forschung noch steht und welche Ansätze vielversprechend für die Zukunft der Quantenphysik sind.

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