Wie ein Fußball, der durch die Wand fliegt

Nobelpreis für Quantenphysiker

Wie ein Fußball, der durch die Wand fliegt

Der Physik-Nobelpreis geht dieses Jahr an Forscher im Bereich der Quantenmechanik. Eine Sportmetapher soll ihre Arbeit verständlich machen.

Quanten-was? Sollten Sie an der Materie verzagen, dann kommt hier ein Quantum Trost: fünf Nobelpreis-Fakten zum Mitreden.

2025 ist es 100 Jahre her, dass der Deutsche Werner Heisenberg die ersten Grundlagen für die Quantenmechanik publizierte – dafür wurde er übrigens zusammen mit zwei weiteren klugen Köpfen mit dem Physik-Nobelpreis für 1932 ausgezeichnet.

Eine ganze Menge. „Es gibt heute keine fortschrittliche Technologie, die nicht auf Quantenmechanik und Quantenphysik beruht, zum Beispiel Mobiltelefone, Computer, Kameras und die Glasfaserkabel, die unsere Welt verbinden“, sagte der Vorsitzende des zuständigen Nobelkomitees, Olle Eriksson. Die Quantenmechanik sei „die Grundlage aller digitalen Technologien“. Transistoren in Computer-Mikrochips seien ein Beispiel für eine Quantentechnologie, die uns umgibt.

Tunneln gibt es nicht nur im Fußball, sondern auch in der Quantenmechanik. Allen Fußballfans zum Dank versuchte das Nobelkomitee, die Entdeckung von Clarke, Devoret und Martinis mit Hilfe eines Balles zu erklären: Normalerweise pralle dieser jedes Mal zurück, wenn man ihn gegen eine Wand werfe, erläuterte ein Mitglied des Komitees, Göran Johansson.

Ein einzelnes Teilchen dagegen könne in seiner mikroskopischen Welt manchmal direkt durch eine solche Barriere hindurchgehen und auf der anderen Seite erscheinen, sagte er – also ein bisschen so, als würde ein Ball durch ein Loch im Tornetz fliegen.

Und hier kommt das Tunneln, englisch tunnelling, ins Spiel: Die Experimente der Preisträger hätten gezeigt, dass ein solches Quantentunneln auch auf makroskopischer Ebene mit vielen Teilchen beobachtet werden könne, hieß es von den Nobeljuroren. Dazu schufen Clarke, Devoret und Martinis einen Stromkreis mit zwei Komponenten, die Strom ohne elektrischen Widerstand leiten können. Damit hätten sie gezeigt, dass die bizarren Eigenschaften der Quantenwelt in einem handlichen System greifbar gemacht werden können.