Verändern Quanten unsere Realität? | 42 - Die Antwort auf fast alles | ARTE

Es klingt verwunderlich, aber unsere Welt besteht aus zwei Welten: Eine große vertraute, in der alles so abläuft, wie wir es aus unserer Erfahrung kennen. Und darunter eine mikroskopische Welt der kleinsten Strukturen, der Quanten. Eine Welt, die ihren eigenen Gesetzen gehorcht. Diese lassen sich in unserer großen Welt nutzen. Ist das Quantenzeitalter angebrochen ..?

In der mikroskopisch kleinen Welt verhalten sich Atome, Elektronen und andere Quantenteilchen seltsam. „Wenn ich auf die Größe eines Atoms schrumpfen könnte, würden alle Gesetze und Verhaltensweisen um mich herum meinem Verständnis widersprechen“ sagt der Physiker Julien Bobroff. Denn Quantenteilchen können mehrere Zustände gleichzeitig annehmen – Superposition nennt man das. Und nicht nur das: Verschränkt man zwei Quantenteilchen, bleiben sie noch über große Distanzen wie magisch miteinander verbunden. Schon die Physiker Niels Bohr und Albert Einstein haben sich über Quantenphänomene die Köpfe zerbrochen.
So eigenartig dieses Quantenverhalten ist, es kann uns sehr nützlich sein. Etwa, um hochpräzise Messsensoren zu bauen. „Die besonderen Eigenschaften von Quantenteilchen sind allerdings sehr fragil“, erklärt die Quantenphysikerin Monika Aidelsburger. Die Quantenteilchen sind so empfindlich, dass die kleinste Wechselwirkung mit der Umgebung die Superposition verschwinden lässt, weshalb die Wissenschaftler sehr behutsam vorgehen müssen.
Die Quanten haben unser Leben bereits entscheidend verändert. Die Erfindung des Lasers und der Mikrochips wäre ohne Quantenphysik undenkbar gewesen. Nun könnte eine weitere Erfindung unsere Welt revolutionieren: der Quantencomputer. „Er würde uns helfen, in kurzer Zeit bessere Medikamente und Materialien zu entwickeln“, sagt Ignacio Cirac vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik. Viele Anwendungen sind heute noch nicht absehbar. Die Quantenteilchen und ihr seltsames Verhalten sind drauf und dran, unsere Welt auf den Kopf zu stellen.

Quellen und weiterführende Links:

Vulkan-Monitoring:
Dank eines Quantengravimeters lässt sich das Innere von Vulkanen in Echtzeit überwachen: das europäische Forschungsprojekt NEWTON-g

…wie ein Quantengravimeter funktioniert:

Die ersten Tests des Quantengravimeters auf dem sizilianischen Vulkan Ätna:

Die Quantenwelt: Die Quantenphänomene und ihre Anwendungen verständlich erklärt:

Spukhafte Fernwirkung: Der Fachartikel von Einstein, Podolsky und Rosen (PDF):

Quanteninternet:
Wie ein Quanteninternet aussehen könnte und welche Hürden noch zu meistern sind:

Die europäische Quanteninternet-Allianz:

Wissenschafts-Dokureihe (D 2024, 25 Min)


#quanten #physik #wissenschaft
Video verfügbar bis zum 22/09/2027



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[geldstern]

Der Begriff "beobachten" führt oftmals, insbesondere bei Laien zu einem vollkommen falschen Verständnis der Quantenphysik, da dies oftmals mit einem visuellen Hingucken assoziiert wird. Statt "beobachten" also besser "messen" oder ganz allgemein "wechselwirken" benutzen, denn es sind letztendlich immer physikalische Wechselwirkungen (z.B. elektromagnetische etc. ...), die die bzw. Wellenfunktion eines Quantenteilchens zum "Zusammenbrechen" veranlassen. Visuelles Hingucken bzw. Beobachten im alltagssprachlichen Gebrauch bewirkt rein gar nix in der Quantenwelt ... . Bekannte Physiker wie Einstein und Schrödinger mit ihren irreführenden und eigentlich nicht ernst gemeinten Gedankenexperimenten (Mond-Hingucken-Paradoxon und Schrödingers Katze) verstärken diese Assoziation sogar noch.

[CozyMo]

Die Quantenphysik eröffnet uns wirklich spannende Einblicke in die Natur unserer Realität – fast so, als könnten wir einen Blick hinter die Matrix werfen. Allein der Beobachter-Effekt, bei dem sich der Zustand von Teilchen durch bloße Messung ändert, oder die Quantenverschränkung, bei der zwei Teilchen über große Distanzen sofort miteinander verbunden bleiben, lassen vermuten, dass die Realität viel flexibler ist, als wir bisher dachten. Auch die Überlagerung von Teilchen, die gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren können, bis sie gemessen werden, ist echt faszinierend. Diese Phänomene könnten darauf hindeuten, dass die materielle Welt, wie wir sie wahrnehmen, nur eine Illusion ist und vielleicht eine tiefere Ordnung oder sogar eine verborgene Intelligenz dahintersteckt. Und dann noch die Feinabstimmung des Universums – die Naturgesetze wirken wie perfekt abgestimmt, um Leben zu ermöglichen. Es fühlt sich fast so an, als kratzen wir nur an der Oberfläche dessen, was Realität wirklich bedeutet. Absolut mind-blowing!

[FireBlade]

Wenn ich das arte Soundlogo höre, hab ich sofort gute Laune, und die Kinder kommen aus dem Kinderzimmer angerannt, weil sie wissen, jetzt kommt was Spannendes. 👍

[paulkaufhold]

Immer wieder ein Interessantes Thema. Dennoch etwas frustrierend, dass wir in der Quanten - Forschung seit Einstein und Bohr über die Quantenverschränkung kaum weiter hinaus kamen. Man spürt, dass das Tor in diese Dimension immer noch für uns verschlossen ist. Vielleicht braucht man andere Herangehensweisen an diese Thematik.

Über ein weiteres Problem bei den Quantencomputern wurde auch noch nicht gesprochen. Die mit jeden weiteren Qubit verschränkte CPU exponentiell steigenden Datenmengen welche in großer Geschwindigkeit anfallen mit herkömmlichen Halbleiterspeichern zu erfassen. Der Quanten Computer hat einige Flaschenhälse in der Entwicklung. So wie es aussieht kommen da zukünftig Kristalle mit großen Potential zur Datenspeicherung in den Fokus.

Da man am Ende nicht mit einen Quanten Computer, bei -280°C runtergekühlt, herumlaufen kann, wird die Entwicklung der Endnutzergeräte auf ein reines Anzeige und Eingabegerät ohne eigenen Festspeicher hinauslaufen. Man bucht Cloudspeicher, Cloud-KI und Cloudrechenleistung von Quanten-CPU und Digitaler-CPU-GPU für seine Vorhaben. Durch die Endnutzergeräteverschlankung sind diese leichter und Erschwinglicher.

Grüße aus der Zukunft.

[katrinzabel]

Dankeschön Arte ihr macht mit Abstand die besten Dokus ❤❤😊

[Stulle]

Wenn ich zu viel getrunken hab fühle ich mich auch so als wäre ich an zwei Orten gleichzeitig

[missaguilera]

Es ist erstaunlich, wie logisch und gleichzeitig so unverständlich dieses Thema bei mir im Gehirn ankommt. Wenn ich es höre, klingt es völlig logisch und mein Gehirn kapiert es sofort wieso weshalb warum. Sobald man aber darüber nachdenkt, wird es kompliziert und es jemandem anderen erklären ist nahezu unmöglich (als Laie) 😅 Zwei Zustände gleichzeitig sozusagen...

[dabrax]

👏Das sind die Videos, von denen ich einfach nicht genug bekommen kann - Aufklärung in verständlicher Sprache! Die darin vorkommenden Wissenschaftler wären zweifellos alle in der Lage, ihre Erkenntnisse auch auf eine gehobene, akademische Weise zu präsentieren. Doch hier werden die Inhalte sowohl sprachlich als auch visuell so aufbereitet, dass sie das Wesen unserer Welt auf eine besonders eingängige Art und Weise vermitteln.
1.Verständlichkeit: Die komplexen Themen werden in einer allgemein zugänglichen Sprache erklärt.
2.Visuelle Aufbereitung: Begleitende Bilder und Animationen unterstützen das Verständnis.
3.Wissenschaftliche Fundierung: Trotz der vereinfachten Darstellung bleibt der Inhalt wissenschaftlich korrekt.
4.Anregende Wirkung: Die Präsentation regt die Zuschauer dazu an, eigene gedankliche Bilder zu entwickeln.
Diese Art der Wissensvermittlung schafft es, selbst schwierige Konzepte so zu erklären, dass man als Zuschauer ein klares und lebendiges Bild im Kopf erzeugt. Es ist diese Kombination aus Einfachheit und Tiefgang, die diese Videos so fesselnd und lehrreich macht.
BRAVO!
Ich hoffe meine Begeisterung kommt ein wenig rüber 😉

[RednaelET]

Sehr interessant, zum Großen Teil Grundlagenforschung, die Quantenphysik zu verstehen ist jede Mühe wert.
Übrigens: Das Teleportieren in StarTrek erfolgt mithilfe eines Transporters, nicht eines Transformators.

[rossellapittorru]

Ein sehr schöner Beitrag, von unserem Sohn, der Quantenphysik studiert, empfohlen. Ein sehr guter Versuch, komplizierte Konzepte verständlich zu machen! Kompliment und vielen Dank dafür.

[silkedrehsen]

Arte hat wieder einen genialen Film geschaffen! Danke dafür ☀️❤️

[jenshagelstein]

unser Sohn studiert Quantenphysik, jetzt verstehe ich ein wenig mehr…. 🙏 Danke

[Stony_Mahony]

ICH BRAUCHE MEHR !!!
Gibt mir mehr Quanten themen , es gibt kein " zuviel" es gibt nur "zu wenig"
Quanten = DIe Antwort auf alles !!
Nächstes Thema : Quantenverschränkung Bittee ❤❤❤

[mariemarie]

Endlich mal wieder eine gute Sendung mit einer klaren Erzählstimme. Danke!

[SwitchPowerOn]

Es ist viel einfacher! Erwin Schrödinger hat es damals schon auf den Punkt gebracht: "Bewusstsein gibt es seiner Natur nach nur in der Einzahl. Ich möchte sagen: die Gesamtzahl aller »Bewusstheiten« ist immer bloß »eins«." Damit ist alles mit allem verbunden und die Fernwirkung ist alles andere als spukhaft. Es gibt auch keine Materie, vielmehr ist alles Energie in unterschiedlichen Ausprägungen, die sich gegenseitig beeinflussen.

[cornIDsign]

Die Darstellung eines Quantencomputers ist immer dieser massive goldene Zylinder mit einem konischen Endstück. Dabei ist das gar nicht die Recheneinheit qCPU sondern lediglich die gesamte Kühleinheit um die Qbits auf nahezu den absoluten Nullpunkt zu bringen.

[staricon]

Shoutout an die Person, die Boards of Canada untergebracht hat ❤

[drkside]

Danke Arte! ich liebe eure Dokus. Vielen Dank!

[Dr.Med.Den-Rasen]

Mein Onkel war Schuhorthopäde, wir nannten ihn Quantenmechaniker.

[Gerd_Hellriegel]

Da ist etwas, was ich nicht verstehe: 5:22 "Alles, was wechselwirken kann mit meinem Teilchen, wird dazu führen, dass die Superposition verschwindet."
Das aber bedeutet, dass wir grundsätzlich kein Teilchen in Superposition beobachten können, denn ohne Wechselwirkung gibt es keine Beobachtung.
Denn jede Beobachtung benötigt Sensoren, egal ob technisch oder biologisch. Also muss etwas mit den Sensoren wechselwirken.
Außerdem folgt daraus, dass es auf die "Beobachtung" gar nicht ankommt, sondern allein auf die Wechselwirkung.