quantenphysik in der nanowelt, 2009, p.487

[...]... Wissenschaftsgebiete partizipieren mehr oder weniger in ihren theoretischen Modellen, apparativen Hilfsmitteln oder Denkansätzen an dieser allumfassenden Quantenphysik Hier ist nicht gemeint, dass die in den jeweils betrachteten Bereichen vorliegenden Phänomene oder Systeme nur zum Teil der Quantenphysik gehorchen Nein, alles, was an Materiellem in der Medizin oder in der Chemie, bis hin zur Astrophysik betrachtet... Gesetzen und daher der Quantenphysik Das mehr oder weniger starke Hineinragen in den Kreis der Quantenphysik (Abb 1.1) soll in einer qualitativen Weise vermitteln, bis zu welchem Grad man sich in den jeweiligen Disziplinen quantenmechanischer Methoden oder Überlegungen bedient Nehmen wir als Beispiel die Chemie Alles was chemisch im Labor, in der Industrie usw geschieht, hat mit chemischen Bindungen zu tun... Abschn 6.5.3) oder PET (positron emission tomography) ist meist die in der Medizin-Ausbildung erworbene Fähigkeit zur Interpretation von Bildern ausreichend Aber in schwierigen Grenzfällen der Interpretation muss man bis zu den Elementarprozessen, z B der Abklingzeit einer Spin-Präzession, vorstoßen, um zu einer Aussage zu gelangen Ähnliches gilt für alle nuklear-medizinischen Methoden der Krebsbehandlung,... Teilchenphysik sowie die Physik der kondensierten Materie ragen fast ganz in den Kreis Quantenphysik hinein Beide Disziplinen sind auf der Basis der Quantenmechanik entstanden und sind nur in diesem Rahmen zu verstehen Klassisch physikalische Modelle werden manchmal nur für Analogieschlüsse herangezogen Interessant sind die Gebiete der Materialwissenschaft, der Mikro- und Nanoelektronik sowie der Nanowissenschaft... für Bildung und Forschung der Bundesrepublik Deutschland an entscheidender Stelle ein Kapitel mit der Überschrift „Innovation aus der Quantenwelt“ [1] 1.3 Philosophische Implikationen In Abb 1.1 ist ein deutliches Eindringen der Disziplin Philosophie in den Quantenkreis angedeutet Wenn irgendeine physikalische Theorie für Aufregung bei den Philosophen, zumindest bei denen mit einem Blick für die Naturwissenschaften... sich den Grundprinzipien der Quantenphysik anpassen muss In diese Richtung gehen jedenfalls die ersten Ansätze zu einer Theorie der Quantengravitation (Loop-Theorie, String-Theorie) Es ist interessant festzustellen, dass in beiden Hypertheorien, der Quantenund der Evolutionstheorie von Darwin, der Zufall eine übergeordnete Rolle spielt Beide Theorien gewinnen ihre wesentlichen Aussagen aus der übergeordneten... mächtiger Zweig der Informatik geworden Hand in Hand mit der Bedeutung der Quantenphysik für die Wissenschaftswelt (Abb 1.1) kann ihr Einfluss auf die Alltagswelt gar nicht hoch genug eingeschätzt werden Viele industrielle Produkte, derer wir uns ohne Nachdenken bedienen, wären ohne Quantenphysik nicht vorhanden Die Entwicklung des Lasers, ein Produkt der Quantenphysik, führte zu wichti- 6 1 Einleitung gen... Wissenschaftsgebiet der Informatik Dies hat sich geändert, seitdem Quanteninformation ein starkes und sich schnell entwickelndes Gebiet der Informatik geworden ist Superpositionszustände, die nur in der Quantenphysik möglich sind (Abschn 7.1), erlauben eine extrem parallele Datenverarbeitung Ihre Realisierung in Quantencomputern (Abschn 7.5) sowie die Erstellung dementsprechend angepasster Algorithmen ist ein mächtiger... einer Messung und der Übergang eines vorliegenden quantenmechanischen Zustandes in einen Eigenzustand der gemessenen Observablen (Abschn 3.5) Ausdruck dafür ist, dass unser Wissen nicht eine externe Realität des Seins betrifft, sondern zum überwiegenden Teil durch die Messanordnung und den Beobachter bedingt ist Die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik (Bohr, Heisenberg) hat in diesem Sinne... Lichtgeschwindigkeit c die größte überhaupt denkbare Geschwindigkeit und dies für alle sich relativ zueinander bewegenden Inertialsysteme ist Photonen, die kleinsten Lichtquanten (Partikel), bewegen sich also mit der Geschwindigkeit c in Fortpflanzungsrichtung des Lichtes (Wellenvektor k) Aus der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit folgt in der Relativitätstheorie für die Energie einer Masse m die sich mit dem Impuls p bewegt . Überlappens wichtiger Wissenschaftsgebiete mit der Quantenphysik. Das Überlappen mit dem „Quantenphysikkreis“ soll ange- ben, inwieweit man sich in den verschiedenen Disziplinen quantenphysikalischer Methoden,. Teilchenphysik sowie die Physik der konden- sierten Materie ragen fast ganz in den Kreis Quantenphysik hinein. Beide Disziplinen sind auf der Basis der Quantenmechanik entstanden und sind nur in diesem. Systemen. Auch die Verbindungen zu anderen Gebie- ten wie der Elementarteilchenphysik, der Quantenelektronik, der Quantenin- formation oder Anwendungen der Kernspinresonanz in der Medizin werden gestreift. Beim