Das zweite Wunder:
Das Elektron, das mit sich selbst interferiert
Elektronen sind Teilchen, keine Wellen. Interferieren ist ein Ausdruck aus der Physik der Wellen. Tatsächlich haben Elektronen gelegentlich Eigenschaften von Wellen: Sie können sich, wie alle Teilchen, wellenförmig organisieren. Verschiedene Wellen können miteinander in Wechselwirkung treten, einander überlagern, verstärken, auslöschen, was auch immer. Der Fachausdruck dafür lautet Interferenz, das zugehörige Verb interferieren. Aber ein einzelnes Elektron, das mit sich selbst interferiert? Wie soll es das denn bewerkstelligen?
Schickt man Wasser oder Licht – oder Elektronen, die sich manchmal wellenförmig verhalten – durch einen schmalen Spalt, dann erscheinen auf einer Wand dahinter charakteristische Beugungsmuster, die jeder in der Badewanne beobachten kann. Aber erst bei zwei Spalten überlagern sich die Wellen, und es entstehen sogenannte Interferenzmuster. Soweit ist alles klassisch.
Inzwischen ist man aber so weit, dass man einzelne Elektronen erzeugen und durch die Spalten schicken kann. Wieder entstehen die charakteristischen Beugungs- oder Interferenzmuster – aber, so die Frage: Wer interferiert denn nun mit wem? Es gibt ja nur ein einziges Teilchen. Und wie kann dieses Teilchen mit sich selbst – ? Weil es eine Welle ist, behaupten die Quantenphysiker. Das verlangt allerdings ziemlich viel Intelligenz von dem kleinen Zwerg. Denn das Teilchen ist erst ein Teilchen, so wird es ja erzeugt. Kommt es an die Spalten, schaut es nach, ob einer oder zwei vorhanden sind. Flugs verwandelt es sich in eine Welle, aber nur bei zwei Spalten! – und wandert dann wieder als Teilchen weiter. Ganz schön clever, der kleine Bengel.
Das dritte Wunder:
Der Tunneleffekt
Manche Energiebarrieren sind zu hoch, als dass sie von gewöhnlichen Teilchen überwunden werden können. Dennoch schaffen es einige, entgegen dem Energie-Erhaltungsprinzip. Die Physiker erklären den verbotenen Sprung formal damit, dass sich Teilchen Energie „borgen“ (auf Kosten der Zeit), und anschaulich dadurch, dass sich das Teilchen einen Tunnel durch die Schranke gräbt und durch diesen Tunnel entschlüpft. Klingt alles sehr menschlich, aber wo bleibt die Physik?
Die Physiker sind sich selbst nicht einig und haben viele Interpretationen der Formen. Doch gibt es mindestens zwei Quantenphysik-Ausarbeitungen, die streng kausal, deterministisch, also klassisch vorgehen – ohne Zufall, ohne Wunder. Wirklich erstaunlich – warum werden sie nicht anerkannt?
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