Wissenschaft auf Wanderschaft
LED, Smartphone, GPS: Schon kurz nach dem Aufstehen bist du wahrscheinlich den Ergebnissen der Quantenphysik begegnet. In Donostia geht diese Wissenschaft nun selbst auf Reisen.
Du stehst morgens auf und schaltest das Licht ein. Vielleicht leuchten über dir LEDs. Du schaust auf dein Smartphone. Später zeigt dir die Navigation, wo du bist.
Nichts davon fühlt sich besonders geheimnisvoll an. Und trotzdem bist du wahrscheinlich schon kurz nach dem Aufstehen mehrmals den Ergebnissen der Quantenphysik begegnet. LEDs und Laser, Halbleiter in Computern und Smartphones, Solarzellen, MRT-Geräte im Krankenhaus und die Atomuhren, die für GPS unverzichtbar sind: Viele Technologien unseres Alltags wären ohne Erkenntnisse der Quantenphysik nicht möglich.
Wofür brauche ich das später?
Diese Frage kennt vermutlich jeder Physiklehrer. Bei der Quantenphysik ist die Antwort überraschend: Du musst gar nicht bis später warten. Einige ihrer Ergebnisse begleiten dich längst durch deinen Alltag.
Dabei begann die Geschichte mit Fragen, die zunächst überhaupt nicht nach Smartphone oder GPS klangen. Albert Einstein beschäftigte sich Anfang des 20. Jahrhunderts damit, wie Licht mit Materie wechselwirkt. Für seine Erklärung des photoelektrischen Effekts erhielt er später den Nobelpreis – nicht für die Relativitätstheorie, für die er heute viel berühmter ist.
Werner Heisenberg gehörte wenig später zu den Forschern, die eine noch merkwürdigere Welt beschrieben. Auf der Ebene von Atomen und kleinsten Teilchen gelten Regeln, die unserer Alltagserfahrung widersprechen. Ort und Impuls eines Teilchens lassen sich beispielsweise nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmen.
Damals konnte niemand ein Smartphone aus der Tasche ziehen. GPS gab es nicht, LEDs beleuchteten keine Wohnungen und niemand lag für eine Untersuchung in einem MRT-Gerät. Heute erscheinen uns viele Technologien, deren Grundlagen aus dieser Forschung hervorgegangen sind, vollkommen selbstverständlich.
Und was kommt als Nächstes?
Das ist vielleicht die spannendere Frage. Denn die Quantenphysik ist mit Smartphone, Laser und Atomuhren nicht abgeschlossen. Forschende arbeiten heute unter anderem an Quantencomputern, besonders empfindlichen Quantensensoren und neuen Möglichkeiten, Informationen mithilfe quantenphysikalischer Eigenschaften zu übertragen.
In Donostia-San Sebastián kann man sich ab dem 2. Oktober ansehen, wohin diese Reise führen könnte. Beim Wissenschaftsfestival Passion for Knowledge öffnet die Kapsula Kuantikoa, die Quantenkapsel, ihre Türen. Mit audiovisuellen Angeboten und interaktiven Installationen sollen Besucher einige Grundlagen der Quantenphysik kennenlernen und entdecken, wo Quantentechnologien im Alltag vorkommen.
Gruppen können ungefähr 50-minütige Besuche reservieren; daneben gibt es auch offene Besuche, bei denen man die Ausstellung selbst erkunden kann. Welche Experimente und Installationen einen darin genau erwarten, verraten die Veranstalter auf ihrer Internetseite allerdings nicht im Einzelnen. Vielleicht ist das gar nicht schlecht.
Die Physik kommt vorbei
Am 2. Oktober steht die Quantenkapsel zunächst neben dem neuen Gebäude des Donostia International Physics Center auf dem Campus Ibaeta – mitten in der sogenannten Quantum Mile. Am 3., 6. und 7. Oktober zieht sie zur Esplanade von Sagüés.
Danach passiert etwas, das den Namen „Wissenschaft auf Wanderschaft“ ziemlich wörtlich werden lässt: Die Kapsel reist weiter. Nicht nur zu einigen großen Universitätsstädten, sondern durch 147 Gemeinden des Baskenlandes.
Normalerweise stellen wir uns Wissenschaft andersherum vor: Wer etwas über Quantenphysik erfahren möchte, besucht eine Universität, ein Forschungszentrum oder vielleicht ein Wissenschaftsmuseum. Hier macht sich die Wissenschaft selbst auf den Weg zu den Menschen.
Und vielleicht beantwortet die Kapsel dabei noch eine zweite Frage. Nicht nur: „Wofür brauche ich das später?“ Sondern vielleicht bei dem einen oder der anderen auch: „Könnte ich so etwas später selbst erforschen?“
Was heute noch nach Zukunft klingt
Vor ungefähr hundert Jahren beschäftigten sich Physiker mit einer Welt, deren Regeln selbst ihnen merkwürdig erschienen. Aus dieser Grundlagenforschung entstanden über viele Jahrzehnte Erkenntnisse, ohne die zahlreiche Technologien unseres heutigen Alltags kaum vorstellbar wären.
Was heute in einem Forschungszentrum noch nach Zukunft klingt, kann für die nächste Generation längst gewöhnlich sein. Vielleicht steckt es irgendwann in einem Gerät, das jeden Morgen benutzt wird, ohne dass jemand dabei an Quantenphysik denkt.
So wie heute beim Smartphone. Oder bei der LED. Oder bei dem kleinen blauen Punkt auf der Landkarte, der ziemlich genau weiß, wo du gerade bist – weil hoch über dir Atomuhren in Satelliten die Zeit messen.