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Quantentheorie

Von Feldern und Teilchen

Der bekannte Teilchenphysiker Don Lincoln gibt eine kurze Einführung in die wundersame Welt der Quantenfeldtheorie
Quantum Field Theory

Veröffentlicht am: 14.01.2016

Laufzeit: 0:05:29

Untertitel: englisch

Sprache: englisch

Das US-Forschungszentrum Fermi National Accelerator Laboratory bei Chicago ist vor allem durch das 2011 stillgelegte Tevatron bekannt, den bis zur Inbetriebnahme des LHC weltgrößten Teilchenbeschleuniger.

Quanten definieren das Wesen der Elementarteilchen und stehen selbst in ständiger Wechselwirkung zueinander, die auch im Vakuum noch nachweisbar ist. Diese Kraftfelder zwischen Quanten beschreibt die Quantenfeldtheorie, ein mathematisch extrem komplexer Erklärungsversuch, der über die ohnehin komplizierte Quantenmechanik noch hinaus geht. Der Teilchenphysiker Don Lincoln vom Fermilab bei Chicago liefert in diesem Clip eine gut verständliche Einführung in dieses spannende, aber auch schwierige Gebiet der physikalischen Grundlagenforschung.

Jahrelang versuchten Forscher, Einsteins Spezielle Relativitätstheorie in die frühe Quantenmechanik zu integrieren. Das Ergebnis war die Quantenfeldtheorie – eine anfangs noch skeptisch betrachtete Theorie der physikalischen Grundkräfte, die sich allerdings bis heute bewährt hat. Sie erklärt anhand einiger mathematisch-physikalischer Prinzipien alles, was sich heute etwa an Teilchenbeschleunigern über die Bausteine der Materie herausfinden lässt.

Für das Video ist eine gewisse Vorkenntnis der Quantenphysik sicherlich hilfreich, um beispielsweise die Aussage nachvollziehen zu können, dass Teilchen nichts weiter seien als "lokalisierte Schwingungen der sich bewegenden Felder". Damit meint Lincoln letztlich: In der Quantenfeldtheorie sind Teilchen keine unabhängigen Entitäten mehr, sondern werden durch Zustände von Quantenfeldern beschrieben. Diese grundlegende Neuerung der Theorie hat schließlich die ganze Physik revolutioniert – und fand mit der Entdeckung des Higgs-Teilchens ihren vorläufigen Abschluss.

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