Quantenphysik

Die Quantenphysik ist eine im 20. Jahrhundert entstandene Sammlung physikalischer Theorien, die das Verhalten von Atomen und Teilchen beschreiben und es ermöglichen, bestimmte Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung aufzuklären. Die Quantenphysik ist ein Zweig der Physik, der Phänomene in der Welt der atomaren Dimensionen zusammenfasst und erklärt. Sie basiert auf der Erkenntnis, dass die in einem physikalischen System enthaltene Energie quantisiert ist, dh. dass es nicht alle Werte in einer kontinuierlichen Folge innerhalb eines Bereichs annehmen kann, sondern auf einzelne separate (diskrete) Werte beschränkt ist.

Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik, Quantenstatistik, Quantenoptik (Laser) und Quantenchromodynamik sind eigenständige Bereiche der Quantenphysik



Die Quantenphysik erklärt Phänomene wie Mikroprozesse in Gasen, Kristallen, Halbleitern, Supraleitern, Suprafluiden. Alltägliche Dinge wie die chemischen oder physikalischen Eigenschaften verschiedener Materialien (Farbe, Ferromagnetismus, elektrische Leitfähigkeit etc.) lassen sich nur mit Hilfe der Quantenphysik vollständig erklären bzw. verstehen. Die Quantenphysik ist neben der Relativitätstheorie der zweite Eckpfeiler der modernen Physik und das wichtigste Gebiet der im 20. Jahrhundert entwickelten Theoretischen Physik.

In vielerlei Hinsicht arbeitet die heutige Technologie in einem Maßstab, in dem Quanteneffekte signifikant sind. Wichtige Anwendungen der Quantentheorie umfassen Quantenchemie, Quantenoptik, Quantencomputer, supraleitende Magnete, Leuchtdioden, optische Verstärker und Laser, Transistoren und Halbleiter wie Mikroprozessoren, medizinische Bildgebung wie Magnetresonanztomographie und Elektronenmikroskopie. Die Erklärung vieler biologischer und physikalischer Phänomene liegt in der Natur chemischer Bindungen, insbesondere im Makromolekül DNA.

Die letzten Meldungen mit dem Thema „Quantenphysik“

22.09.2022
| Festkörperphysik | Quantenphysik | Teilchenphysik |

Kernstück für einen skalierbaren Quantencomputer
Millionen von Quantenbits sind nötig, damit Quantencomputer sich in der Praxis als nützlich erweisen, die sogenannte Skalierbarkeit gilt als eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung.
20.09.2022
| Festkörperphysik | Quantenphysik |

Neue Quantenmaterialien am Computer entworfen
Eine neues Designprinzip kann nun die Eigenschaften von bisher kaum erforschbaren Quantenmaterialien vorhersagen.
02.09.2022
| Elektrodynamik | Festkörperphysik | Quantenphysik | Thermodynamik |

Neues Fell für Schrödingers Katze
Ob Magnete oder Supraleiter: Materialien sind für ihre Eigenschaften bekannt, doch unter extremen Bedingungen können sich solche Eigenschaften spontan ändern.
01.08.2022
| Quantenphysik | Teilchenphysik |

Ein Molekül aus Licht und Materie
Mit Licht kann man Atome gezielt dazu bringen, einander gegenseitig anzuziehen.
28.07.2022
| Quantenphysik | Teilchenphysik | Thermodynamik |

Ein Nanokelvin-Mikrowellenkühlschrank für Moleküle
Forscher haben eine neuartige Mikrowellen-Kühltechnik für molekulare Gase entwickelt.
21.07.2022
| Quantenphysik |

Quantencomputer rechnet mit mehr als Null und Eins
Seit Jahrzehnten lernen wir, dass Computer, vom Handy bis zum Rechenzentrum, mit Null und Eins rechnen.
15.06.2022
| Quantenphysik |

Quantenelektrodynamik 100-fach genauerer getestet
Mit einer neu entwickelten Technik haben Wissenschaftler den sehr geringen Unterschied der magnetischen Eigenschaften zweier Isotope von hochgeladenem Neon in einer Ionenfalle mit bisher unzugänglicher Genauigkeit gemessen.
13.06.2022
| Quantenphysik |

Photonenzwillinge ungleicher Herkunft
Identische Lichtteilchen (Photonen) sind wichtig für viele Technologien, die auf der Quantenphysik beruhen.
25.05.2022
| Quantenphysik |

Sichere Kommunikation mit Lichtteilchen
Quantencomputer bieten viele neuartige Möglichkeiten, bedrohen aber auch die Sicherheit des Internets: Denn die Superrechner machen gängige Verschlüsselungsverfahren angreifbar.
25.05.2022
| Quantenphysik |

Quantencomputer lernt fehlerfrei Rechnen
Damit Quantencomputer für die Praxis taugen, müssen Fehler erkannt und korrigiert werden.
16.05.2022
| Quantenphysik |

Quantenmagnete in Bewegung
Erstmals ist es Forschern gelungen, ein neues Transportphänomen in Spin-Ketten unter dem Mikroskop zu beobachten – mit überraschendem Ergebnis.
12.05.2022
| Quantenphysik |

Quantensysteme und Bienenflug
Mehr als zwei Billiarden verschiedene Zustände kann ein Quantensystem mit nur 51 geladenen Atomen einnehmen.
11.05.2022
| Quantenphysik | Teilchenphysik |

Ein Teilchen auf zwei Wegen: Die Quantenphysik hat recht
Ein alter „Schönheitsfehler“ des berühmten Doppelspaltexperiments konnte an der TU Wien in einer Kooperation mit der Hiroshima University nun korrigiert werden: Ein einzelnes Neutron bewegt sich in eindeutig quantifizierbaren Anteilen auf zwei Wegen gleichzeitig.
21.04.2022
| Festkörperphysik | Quantenphysik | Teilchenphysik |

Das Rätsel ultrakurzer Solitonen-Moleküle
Stabile Pakete von Lichtwellen – sogenannte optische Solitonen – werden in Ultrakurzpuls-Lasern als eine Kette von Lichtblitzen ausgestrahlt.
28.03.2022
| Quantenphysik | Relativitätstheorie |

Quantenkomplexität wächst linear für exponentiell lange Zeiten
Wer sich mit Physik beschäftigt, weiß: Zwischen Quantenphysik und Gravitationstheorie klafft ein Graben.
23.03.2022
| Quantenphysik |

Mit Quantensensoren noch genauer messen
Physiker haben den ersten programmierbaren Quantensensor entwickelt und im Labor getestet: Dazu haben sie eine Methode aus der Quanteninformationsverarbeitung auf ein Messproblem angewendet.
17.03.2022
| Festkörperphysik | Quantenphysik |

Antiprotonen in Superflüssigkeit: ein neuer Weg für hochsensitive Messungen an Antimaterie
Ein Team von Wissenschaftlern am CERN hat bei hybriden Atomen aus Antimaterie und Materie ein überraschendes Verhalten entdeckt, wenn diese in supraflüssiges Helium eingetaucht werden.
04.02.2022
| Optik | Quantenphysik | Biophysik |

Zufällige Bewegungen auf fraktalen Strukturen
Forschende untersuchten mittels optischer Methoden, wie sich sehr kleine Teilchen in einem fraktalen Medium bewegen.
17.01.2022
| Quantenphysik | Teilchenphysik |

Ladungsradien als Prüfstein neuester Kernmodelle
Ein internationales Forschungsprojekt hat die modernen Möglichkeiten der Erzeugung radioaktiver Isotope genutzt, um erstmals die Ladungsradien entlang einer Reihe kurzlebiger Nickelisotope zu bestimmen.
06.01.2022
| Elektrodynamik | Quantenphysik | Teilchenphysik |

Kernfusion durch künstliche Blitze
Gepulste elektrische Felder, die zum Beispiel durch Blitzeinschläge verursacht werden, machen sich als Spannungsspitzen bemerkbar und stellen eine zerstörerische Gefahr für elektronische Bauteile dar.


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29.09.2021

Quantenkryptographie-Rekord mit höherdimensionalen Photonen

02.09.2021

Extrem lang und unglaublich kalt

24.08.2021

Suprasolid in eine neue Dimension

31.07.2021

Der Quantenkühlschrank

27.07.2021

Topologie in der Biologie

26.07.2021

Quantenteilchen: Gezogen und gequetscht

28.06.2021

Quantensimulation: Messung von Verschränkung vereinfacht

28.06.2021

Isolatoren bringen Quantenbits zum Schwitzen

23.06.2021

Fürs Rechenzentrum: bisher kompaktester Quantencomputer

17.06.2021

Das Elektronenkarussell

13.06.2021

Quantenbits aus Löchern

31.05.2021

Verblüffendes Quantenexperiment wirft Fragen auf

31.05.2021

Symmetrie befördert Auslöschung

31.05.2021

Neues Quantenmaterial entdeckt

11.05.2021

Quantencomputing einfach erklärt

11.05.2021

Auf dem Weg zum kleinstmöglichen Laser

12.03.2021

Quantenkontrolle mit Fernbedienung

12.03.2021

Roboter lernen schneller mit Quantentechnologie

25.02.2021

Zwillingsatome: Eine Quelle für verschränkte Teilchen

23.02.2021

Auch in der Quantenwelt gilt ein Tempolimit

21.02.2021

Mit schwingenden Molekülen die Welleneigenschaften von Materie überprüfen

07.02.2021

Lang lebe die Supraleitung!

02.02.2021

Entwicklung einer rekordverdächtigen Quelle für Einzelphotonen

20.01.2021

Einzelnes Ion durch ein Bose-Einstein-Kondensat gelotst.

16.12.2020

Neuen Quantenstrukturen auf der Spur

16.12.2020

Das Protonenrätsel geht in die nächste Runde

26.11.2020

Nanodiamanten vollständig integriert kontrollieren

14.10.2020

Meilenstein in der Quantenphysik: Physikern gelingt der kontrollierte Transport von gespeichertem Licht

12.10.2020

Intelligente Nanomaterialien für Photonik

12.09.2020

Neue Methode schützt Quantencomputer vor Ausfällen

11.09.2020

Quantensicher kommunizieren mit acht Freunden

13.08.2020

Effizientes Ventil für Elektronenspins

11.08.2020

Hinter einem Schleier aus Nichts

10.07.2020

Neue Erkenntnisse über Flüssigkeiten, die ohne Widerstand fließen

17.06.2020

Der kleinste Motor der Welt

02.06.2020

Verbundene Nanodreiecke zeigen Weg zu magnetischen Kohlenstoff-Materialien

28.05.2020

Wieso Radium-Monofluorid den Blick ins Universum fundamental verändern kann

10.05.2020

Licht-Schleife koppelt Quantensysteme über Distanz

10.05.2020

Langlebiges pionisches Helium: exotische Materie erstmals experimentell nachgewiesen

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Quantensprung auf der Waage

05.05.2020

Der richtige Abstand für eine ideale Beziehung

30.04.2020

Nano-Optomechanik mit einzelnen Elektronen

27.04.2020

Experiment zur Quantenelektrodynamik

25.04.2020

Studie zum Quantenphasen-Übergang im Josephson-Kontakt

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Neuer Quantenzustand nachgewiesen

07.02.2019

Was wäre, wenn Schrödingers tote Katze sich mit einer lebendigen überlagerte

29.01.2019

Studie: Zusammenstoß einzelner Atome führt zu zweifacher Änderung des Drehimpulses

29.01.2019

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17.01.2019

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08.01.2019

Dissonanzen in der Quantenschwingung

08.01.2019

Forscher erzeugen Hybridsystem mit verschiedenen Quantenbit-Arten

08.01.2019

Mit Quanten-Tricks die Rätsel topologischer Materialien lösen

11.12.2018

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30.11.2018

Ultrakalter „Quantencocktail“

18.11.2018

Wenn sich unterschiedliche Systeme gleich verhalten

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27.10.2018

Mehr Torerfolge beim Quantenfußball

27.10.2018

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12.10.2018

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03.10.2018

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03.10.2018

Kernphysiker stellen Beobachtungen zum quantenchromodynamischen Phasenübergang vor

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Was Einstein noch nicht wusste

20.09.2018

Fehlersuche in der Quantenwelt

04.09.2018

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20.08.2018

Quantenverschränkung erstmals mit Licht von Quasaren bestätigt

13.08.2018

Neuartige Quantenkontrolle über ein Drei-Zustands-Spin-System

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27.07.2018

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19.07.2018

Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

15.07.2018

Elektronenspektrometer entschlüsselt quantenmechanische Effekte

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29.06.2018

Quantenwelt: Informationsaustausch braucht Zeit

29.06.2018

Dem Mysterium der verschränkten Lichtteilchen auf der Spur

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Auf dem Weg zum Quantencomputer: Weltweit erstes schaltbares Quanten-Metamaterial untersucht

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