E=mc² - Häh??! Was ist eigentlich dieser Formel, die mal die ganze Welt aus den Angeln hob?

Physik: E=mc² – Eine Formel und ihre Geschichte [Quelle: drillingsraum.de]
Was bedeutet E=mc²?
Weil vielleicht nicht jeder weiß, was die einzelnen Buchstaben bedeuten, hier einmal die Gleichung in ausführlich gesprochener Form: Energie ist gleich Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Qua-drat.
Das E steht also für die Energie, das m für die Masse und das c ist die Lichtgeschwindigkeit. Die Formel besagt, daß Masse nichts anderes als Energie ist, lediglich in einer anderen Erscheinungs-form.
Energie kann in Masse umgewandelt werden und umgekehrt. Mit den Begriffen muß man hier ein wenig aufpassen, denn in der Masse ist die ursprüngliche Energie immer noch vorhanden. Sie ist also nicht weg, sondern hat lediglich eine andere Erscheinungsform angenommen. Wenn man wiss-en möchte, wieviel Meter ein Kilometer hat, benutzt man den Umrechnungsfaktor 1000. Wenn man wissen will, wieviel Energie in einer bestimmten Materiemenge steckt, benutzt man den "Umrechnungsfaktor" Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat. Genau das sagt die Formel aus: Energie ist das gleiche wie Masse multipliziert mit dem "Umrechnungsfaktor" Lichtgeschwindig-keit zum Quadrat. Die Lichtgeschwindigkeit ist natürlich kein einfacher Umrechnungsfaktor, aber dieses Beispiel sollte einfach nur eine kleine Vorstellung davon geben, wie Masse und Energie miteinander zusammenhängen.
[Bilderklärung: E=mc²: Materie und Energie können ineinander umgewandelt werden, es handelt sich um zwei Erscheinungsformen eines übergeordneten Gebildes.]
E=mc²: Materie als geronnene Energie
Aber jetzt mal von vorn. Wie kann man sich das denn vorstellen, Energie und Materie können in-einander umgewandelt werden? Wie ist das gemeint, daß Energie und Materie zwei Erscheinungs-formen eines übergeordneten Gebildes sind?
Um die beiden Fragen zu klären, stelle man sich mal ein kleines Wassermolekül vor, besser gesagt einen ganzen Haufen davon. Diesem Haufen machen wir jetzt mal richtig Dampf: wir erhitzen ihn solange, bis er eine gasförmige Struktur annimmt, eben zu Wasserdampf wird. Dieser Dampf soll jetzt nach oben strömen und dort auf eine kalte Glasplatte treffen. Durch die Kälte kondensiert der Dampf, unterhalb der Glasplatte bilden sich Wassertröpfchen.
Was lernen wir daraus?
Ganz einfach: Wasserdampf und Wassertropfen sind 2 Erscheinungsformen ein und dersel-ben Sache, nämlich einem Haufen Wassermoleküle. Die Umgebungsbedingungen entscheiden dann, welche Erscheinung zutage tritt.
Kein Mensch würde auf die Idee kommen zu sagen, daß Wasserdampf und flüssiges Wasser über-haupt nichts miteinander zu tun hätten. Jetzt zurück zu Masse und Energie: Hier verhält sich das mit den Erscheinungen ganz ähnlich: So wie ein Wassertropfen nichts anderes ist als kondensierter Wasserdampf, ist Materie nichts anderes als geronnene Energie.
Für uns schwer vorzustellen, da wir mit dem Begriff der "reinen Energie" bildlich nichts anfangen können. Darum sollte hier der Wasserdampf als Vergleich herhalten. Auch er ist, genau wie Ener-gie, nicht richtig greifbar.
[Bilderklärung: Ein Wassertropfen ist kondensierter Wasserdampf. In der Physik ist es ähnlich: Materie ist erstarrte Energie.]
E=mc²: Keine Spur von Chemie
Bevor es zu den gigantischen Energiemengen geht, die Materie in sich speichert, muß noch kurz etwas gesagt werden:
Die Energie, die die Materie laut E=mc² in sich birgt, hat natürlich nichts mit einer klassisch-che-mischen Energie zu tun. Man könnte sich ja vielleicht sagen: "Klar, die Formel ist simpel: Jedes Mal wenn ich ein Stück Holz verbrenne, entsteht Hitze. Und letztlich ist vom Holz nichts mehr übrig. Ich hab die Holzmasse in Energie umgewandelt."
Das ist natürlich Unfug. Hätte man wirklich die ganze Holzmasse laut E=mc² in Energie umge-wandelt, würde vom Grillplatz nichts mehr übrig sein. Das Verbrennen von Holz oder anderen Dingen beruht auf chemischen Vorgängen, es finden hauptsächlich Stoffumwandlungen statt, bei denen Wärmeenergie frei wird. Auch ist die Holzmasse nicht verschwunden, sie befindet sich im Rauch bzw. in den Gasen, die bei der Verbrennung entstehen. Die Umwandlung von Materie in Energie bei E=mc² ist prinzipieller Natur und hat nichts mit einem chemischen Umwandlungs-prozeß zu tun.
Materie als Energiespeicher
Hang zum Größenwahn: Um sich die gigantische Energiemenge der Materie, die mit E=mc² in ihr gespeichert ist, mal klar zu machen, braucht man entweder einen Taschenrechner oder jemanden, der da schon mal was vorbereitet hat:
Ein Kilogramm Materie kann man sich noch gut vorstellen, 1 Liter Wasser beispielsweise hat genau diese Masse.
Schwieriger wird es nun, wenn wir uns an die in ihr gespeicherte Energie wagen. Und jetzt kommt ein Satz, den kann man auf sich wirken lassen:
Ein Kilogramm Materie birgt mit E=mc² soviel Energie in sich, wie bei der Verbrennung von 3 Millionen Tonnen Braunkohle frei wird.
3 Millionen Tonnen Kohle, das entspricht einem Kohleberg von der Größe der Cheopspyra-mide oder einem Güterzug mit einer Länge von über 700 Kilometern.
[Bilderklärung: In einem Kilo Materie steckt mit E=mc² soviel Energie wie in 3 Millionen Tonnen Braunkohle. Die 60.000 Waggons mit ihren 700 Kilometern Länge wollten einfach nicht aufs Bild passen.]
Wie man auf die Formel kam
Einstein war nicht der erste, der eine Beziehung zwischen Masse und Energie vermutete. Aber er war es schließlich, der diesen Zusammenhang mit der Formel E=mc² auf den Punkt brachte. Schon vorher gab es Überlegungen dazu: 1904 hatte man bei einem Experiment festgestellt, daß Elektronen in bewegtem Zustand eine höhere Masse besitzen als in Ruhe. Warum, war anfangs noch unklar. Schließlich kam man darauf, daß es etwas wie eine Äquivalenz zwischen Energie und Masse geben könnte.
Am 27. September 1905 [am Sa., den 27.09.2008 war das PRZ 103 Jahre her] reichte Albert Einstein seine Arbeit mit dem Titel "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?" bei der Fachwelt ein. Dort taucht sie zu ersten Mal auf: Die Formel E=mc².
Wann wird Materie zu Energie?
Dieser Prozeß spielt sich praktisch überall um uns herum ab, genauer gesagt in allen Sternen des Universums.
Im Innern eines Sterns [= "Sonne"] verbrennt Wasserstoff zu Helium, das ist die Kernfusion. Die ganze abgestrahlte Energie eines Sterns stammt größtenteils aus diesem Prozeß. Jetzt passiert bei der Kernfusion etwas merkwürdiges: Das entstandene Teilchen (der Heliumkern) ist leichter als die Summe seiner einzelnen Bestandteile vor der Fusion.
Das ist etwa so, als würde man 4 Bananen mit je 100g in eine Schüssel geben, um danach festzu-stellen, daß es nur noch 399 Gramm sind.
Wo ist das eine Gramm hin? "Das ist Bindungsenergie", würde ein Physiker jetzt sagen. Und er hat recht, vielleicht nicht bei den Bananen, aber bei der Kernfusion. Dort hat der Gewichtsverlust tatsächlich etwas mit Bindungsenergie zu tun.
Jetzt alles der Reihe nach:
Man stelle sich vor, einen Heliumkern auseinander zu reißen. Dazu benötigt man Energie, denn die 4 Elementarteilchen des Heliumkerns ziehen sich gegenseitig an. Hat man es geschafft, die 4 Teil-chen zu trennen, hat jedes von ihnen mehr Energie als zuvor.
Das ist genau die Energie, die für die Trennung benötigt wurde, diese ist nun in den 4 Einzelteil-chen gespeichert. Und der Energiegehalt eines Körpers ist direkt mit seiner Masse verknüpft, das haben wir ja jetzt oft genug gelesen. Die 4 Teilchen werden bei ihrer Trennung also schwerer. Läßt man sie danach wieder zusammenkrachen, geht diese Energie wieder verloren, sie wird in Form von Wärme abgestrahlt, wodurch die Teilchen wieder leichter werden. Mitbekommen? Hier war der entscheidende Vorgang: Bei der Fusion verlieren die Teilchen an Masse und Energie wird frei, genau hier wird Materie in Energie umgewandelt.
Wann wird Energie zu Materie?
Es ist schwer vorstellbar, aber es passiert: Energie verwandelt sich in Materie. Aber wann? Und vor allem: wo? Ganz einfach: Zum Beispiel in Teilchenbeschleunigern. Dort werden Elemen-tarteilchen auf knapp Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, um dann frontal mit einem anderen Teil-chen zu kollidieren. Dabei sind solch hohe Energien im Spiel, daß daraus neue Elementarteilchen entstehen können. Und das tun sie, auf diese Weise hat man schon eine ganze Reihe neuer Teilchen entdeckt. Um es nochmal zu verdeutlichen: Diese neu entstandenen Teilchen sind nicht etwa die Splitter der Kollisionsteilchen, sondern sie entstehen tatsächlich aus der Energie, genauer gesagt aus der kinetischen Energie dieser Kollisionsteilchen. Es geht auch ohne den Teilchenbe-schleuniger: Elektromagnetische Strahlung [= "Licht"] stellt eine Form von Energie dar. Hat diese die richtige Frequenz, kann sich daraus ein Teilchen-Antiteilchenpaar bilden. Aus dem Nichts, so-zusagen. Warum das nur bei ganz bestimmten Strahlungsfrequenzen funktioniert, hat etwas mit der Quantisierung der Energie zu tun. Aber das ist eine ganz andere Geschichte. ...
[Bilderklärung: Aus Strahlung wird Materie: Hier entsteht ein Teilchen-Antiteilchenpaar. Sowas funktioniert nur bei ganz bestimmen Strahlungsfrequenzen.]
Das Chronon ["Zeit"-Teilchen]
Der Lauf der Dinge
Seit jeher schauen die Menschen auf die Uhr. Der Lauf von Sonne, Sand und Wasser regelt lange Zeit unser Leben. Der Alltag gewöhnt sich schnell an die Zeit, und die Menschen gehen bald so selbstverständlich mit ihr schlafen wie früher mit dem Sonnenuntergang. Heute richtet sich alles nach ihr, wir treffen uns um 8 vor dem Bäcker, um halb 10 klaut mir einer mein Frühstück, um 2 häng’ ich deswegen im Zweiuhrloch und um 18:35 kommt zur Rettung das Sandmännchen. Alle Ereignisse tragen eine Uhrzeit, wichtige und weniger wichtige. Die Zeit ist für uns ständiger Be-gleiter. Dennoch erscheint sie uns fremd, diese Zeit. Was sie genau ist, wissen wir nicht. Wir kö-nnen sie nicht sehen, nicht hören, und abgesehen von der Langeweile in Warteschlangen, können wir sie auch nicht fühlen. Wir können die Zeit nicht einmal messen. Keine Uhr der Welt vermag dieses Kunststück durchzuführen. Denn unsere mechanischen und digitalen Erfindungen er-mitteln in Wahrheit nur Zeitabstände.
Wie schnell die Zeit selbst vergeht, und ob sie überhaupt vergeht, das weiß niemand so richtig. Ob sie überhaupt vergeht? Natürlich vergeht die Zeit, denn gestern war schließlich gestern und ist somit heute vergangen. Oder etwa nicht? Dazu ein kleines Gedankenexperiment:
Das Distanzenparadoxon
Wenn die Zeit selbst tatsächlich verginge, so müßte sie dies mit einer bestimmten Geschwindigkeit tun, denn vergeht etwas mit Geschwindigkeit "Null", so steht es still. Jetzt ist eine Geschwindigkeit – im Sinne einer Bewegung – dadurch definiert, wie viel Zeit benötigt wird, um eine bestimmte Distanz zu überwinden. Für ein Auto ist diese Distanz ein Abstand zweier räumlicher Punkte. Je schneller das Auto diesen Abstand durchfährt, desto höher ist seine Geschwindigkeit.
Einheit: Kilometer pro Stunde. Für die Zeit ist diese Distanz nun aber keine Strecke im Raum, son-dern eben der Abstand zweier Zeitpunkte. Hier müßte die Frage also etwa lauten: Wie lange brau-chen 5 Sekunden, um zu vergehen?
Und hier kommt die Zwickmühle, denn fünf Sekunden brauchen eben genau fünf Sekunden, um zu vergehen. Die Einheit hieße also Sekunde pro Sekunde. Das ergibt keinen Sinn. Die "Geschwin-digkeit" der Zeit zu bestimmen führt also bereits in der Theorie in ein scheinbar auswegloses Un-terfangen, denn in Bezug zu was sollte sie auch gemessen werden? Zu sich selbst? Keine Chance.
Aber steht die Zeit jetzt wirklich still? Kann man die Zeit überhaupt so einfach mit Geschwin-digkeiten vergleichen? Dieses Gedankenexperiment zeigt uns zumindest eines: Wir haben heu-te noch keine vernünftige Theorie, die das Wesen Zeit vollständig beschreibt. Solche Überleg-ungen wie das Distanzenparadoxon sind zwar ganz nett, wir können daraus aber keine fundierten Erkenntnisse über die Zeit gewinnen, geschweige denn behaupten die Zeit stünde still, dafür ver-stehen wir einfach noch zu wenig von ihr.
Planck und die Stückelung der Natur
Max Planck war ein deutscher Physiker, nach ihm wurde die Planckskala benannt. Diese Skala gibt theoretisch ermittelte, untere Werte für physikalische Größen an, beziehungsweise untere Werte für physikalische Größen um die uns bekannte Physik noch sinnvoll anwenden zu können. Sind Sie noch da? Also. Nehmen wir beispielsweise mal den Raum, besser gesagt einen eindimensionalen Raum, eine Strecke. Wir stückeln diese Strecke jetzt in immer kleinere Teile. So klein, bis wir eben an der Plancklänge angekommen sind. Das ist bei ca. 10-35 Metern, viele Millionen mal kleiner als ein Atomkern.
Will man Prozesse betrachten bzw. theoretisch behandeln, die sich unterhalb dieser Plancklänge abspielen, braucht man eine neue Theorie, die diese Mikrowelt beschreibt (denn auch die Quanten-theorie ist hier zu Ende!).
Nicht nur Längen haben eine solche untere Grenze, sondern auch Massen und – richtig, die Zeit. Obwohl, bei der Zeit ist man sich noch nicht so sicher. Hätte ein Zeitabschnitt aber eine solche untere Grenze, wäre die Zeit also "gequantelt", wäre dadurch eventuell eine Theorie möglich, die die Quantenmechanik mit der Relativitätstheorie vereint.
Warum man das will, und was diese beiden Theorien aussagen, sehen wir später. Jedenfalls hat man solch einer Phase in der Zeit, also diesem minimalen Zeitabschnitt, den schönen Namen Chronon gegeben (von lat. Chronos=Zeit). Das entspricht einer Dauer von etwa 2x10-23 Se-kunden, also unglaublich kurz, kann sich keiner vorstellen. Trotzdem ist das vielen Physikern noch zu lange, diese verlangen die noch viel kürzere Planckzeit als kürzest mögliches Intervall, womit wir dann bei 10-43 Sekunden angekommen wären. Die Planckzeit ist die Zeit, die das Licht braucht, um einmal die Plancklänge zu durchlaufen.
Wenn die Zeit tatsächlich gequantelt sein sollte, läuft unser Universum wie ein riesiges Dau-menkino ab, der Raum nimmt also mit jedem Zeitabschnitt eine neue Form an. Die Zeit verändert den Raum.
Der Raum als die 4. Dimension
Vier Freiheitsgrade
Haben Sie schonmal Tetris gespielt? Da gibt es doch so zwei kleine fiese Teile, von denen man nie weiß ob sie nach dem Drehen unten in die Lücke passen. Bei diesen Teilen fällt es einem irgendwie schwer, sich im Kopf die gedrehte Version vorzustellen. Wir haben also manchmal schon Probleme damit, mit zweidimensionalen Objekten umzugehen. Den 3D-Fall lassen wir jetzt mal weg, dass er noch komplizierter ist ist klar und über den haben wir jetzt genug gelesen. Hier geht’s jetzt um die vierte Dimension. Eine Dimension mehr in dem uns bekannten Raum stellt jedes Denken auf den Kopf. Warum beschäftigen wir uns überhaupt mit ihr? Gibt es sie wirklich? Und was passiert wenn man unseren Raum von der vierten Dimension aus betrachtet? Auch wenn Sie bei Tetris kein Überflieger waren, gleich werden wir diese Fragen klären und uns schließlich doch mal an ein vierdimensionales Objekt heranwagen ...
Wie kann man sich den 4D-Raum vorstellen?
Gar nicht. Wir können uns definitiv keinen vierdimensionalen Raum vorstellen. Auch nicht Leute die sich mit diesen Dingen beschäftigen oder solche die sehr gut einparken können. Das Problem liegt in unserem Gehirn: Da unsere wahrnehmbare Welt drei Raumdimensionen hat, hat sich der ganze Entwicklungsprozeß des Lebens natürlich immer in diesen drei Raumdimensionen abgespielt. Dazu eine kleine ...
Evolutionsgeschichte
Das Leben paßt sich äußeren Einflüssen an. Um zu überleben benötigt man Sinne, um Gefahren aus dem Weg zu gehen und um sich in seiner Umgebung zurechtzufinden. Nehmen wir mal das Auge. Irgendwann vor langer Zeit hat ein Organismus damit angefangen, ein erstes, noch sehr einfaches Sinnesorgan zu entwickeln welches auf Licht reagierte. Im Laufe der Zeit hat sich dieses Organ immer weiter entwickelt, was letztlich dazu geführt hat, daß wir diesen Text hier lesen können. Ohne Licht hätte es eine solche Entwicklung (natürlich) nie gegeben. Es wäre ja auch sinnlos ein Sinnesorgan zu entwickeln, das überhaupt keine äußeren Reize empfängt. Aber ok, nehmen wir trotzdem mal an, die Entwicklung des Lebens hätte sich in völliger Dunkelheit abgespielt, sagen wir tief unten auf dem Meeresgrund. Es wären viele verschiedene Arten entstanden, aber sie alle hätten eines gemeinsam – sie wären blind. Würde ein solcher Wasserbewohner doch mal an die Ober-fläche gelangen, könnte es mit dem Licht da oben natürlich überhaupts nichts anfangen.
Wahrnehmung gleich Null. Es gäbe keine Möglichkeit für dieses Geschöpf, das Licht, mit dem es dann auf einmal konfrontiert wäre, in irgendeiner Weise wahrzunehmen, geschweige denn zu ver-arbeiten.
Und genau das gleiche Problem hat das Gehirn, wenn es mit Hyperräumen konfrontiert wird. Un-sere direkte Umgebung hat nun mal keine vier Raumdimensionen, auch die Entwicklung unseres Gehirns hat sich in 3D abgespielt. So wie diese Wasserbewohner nichts vom Licht da oben mitbe-kommen haben und somit keinen Sinn dafür entwickeln konnten, hatte unser Gehirn ebenso wenig die Chance, ein Gespür für die vierte Dimension zu entwickeln, es hat ja nie etwas von ihr wahr-genommen. Es liegt also nicht an unserer Intelligenz, sondern am gänzlichen Fehlen jedweder Basis für einen solchen Gedankengang.
Werden wir beobachtet?
Wie sieht unsere Welt aus, wenn man sie von der vierten Dimension aus betrachtet? Da wir nicht in der Lage sind das in der Praxis auszutesten, müssen wir uns halt überlegen was da passiert. Und es passiert einiges. Ein Röntgengerät beispielsweise wäre überflüssig wenn wir diesen Blick drauf hätten, und Versteckspielen würde den Kindern auch kein Spaß mehr machen, außer vielleicht dem der mit Suchen dran ist. Gehen wir aber erst mal zurück zur zweiten Dimension. Ein Dreieck und ein Viereck treffen sich und unterhalten sich darüber, wie ihre zweidimensionale Welt denn wohl aus der dreidimensionalen aussehen würde. Nebenbei bemerkt: Die beiden haben eigentlich gar keine Ahnung wie ein Dreieck oder ein Viereck in Wirklichkeit aussieht. In ihrer flachen Welt nehmen Sie alle Objekte lediglich als Striche oder Punkte wahr.
Denn Drei-, Vier- und sonstige Ecke erkennt man ja erst, wenn man sie von der dritten Dimension aus betrachtet, sozusagen von oben auf sie drauf schaut. Dann sieht man nicht mehr nur den Rand dieser Objekte, sondern auch ihr Innenleben. Wir könnten also beispielsweise sagen, was das Drei-eck gegessen hat, ohne es aufzuschneiden. In der 2D-Welt ist das nicht möglich, dazu bedarf es schon eines speziellen 2D-Multi-Eck-Röntgengeräts. Jetzt eine Stufe höher. Beim Blick von 4D nach 3D passiert genau das Gleiche wie eben bei den Vielecken: Da die vierte Dimension die Mög-lichkeit bietet, von "außen" auf unsere Welt zu schauen, kann man nicht mehr nur unsere Ränder und Oberflächen sehen, sondern auch das was dazwischen ist.
Existiert die 4. Dimension?
Früher dachte man, die Erde wäre platt. Zwar war man sich den 3 Dimensionen bewußt, aber die Erdoberfläche wurde als ein flaches, sozusagen zweidimensionales Gebilde aufgefaßt. Dabei bedarf es nur einem Seil und einem sportlichen Mathematiker um diese Ansicht zu wider-legen: Ein Dreieck hat eine Winkelsumme von 180 Grad. Das bedeutet, zählt man die 3 einzelnen Winkel in einem beliebigen Dreieck zusammen, kommen da immer 180 Grad raus. Immer? Nicht ganz, das gilt nur, wenn man eine ebene Unterlage hat, auf dem sich das Drei-eck befindet. Zeichnet man diese Figur nämlich auf eine Kugel, ergibt sich eine größere Winkelsumme, da sich die 3 Linien "auseinanderwölben" und die Winkel somit größer wer-den.
Auch unser sportlicher Mathematiker aus der Antike weiß das. Er hat sich zum Ziel gesetzt, mit Hilfe des sphärischen Dreiecks die Menschen davon zu überzeugen, daß die Welt keine flache son-dern eine kugelförmige Gestalt haben muß. Dazu benötigt er ein sehr langes Seil und viel Ausdauer. Denn er muß jetzt das Seil bzw. drei Seile zu einem riesigen Dreieck auslegen, mehrere Kilometer groß. Damit das Seil beim Auslegen keine Schlangenlinien macht, benutzt er eine lange, gerade Latte die er zur Kontrolle immer wieder an das Seil anlegt. Wenn er irgendwann mal damit fertig ist, sind die 3 Winkel an der Reihe, die jetzt vermessen werden. Und da dieses Seil nun ein sphäri-sches Dreieck darstellt, es liegt ja auf der Erdoberfläche, wird die Winkelsumme größer als 180 Grad sein. Die Erde muß also eine kugelförmige Gestalt haben, denn das ist auf einer ebenen Unterlage nicht möglich. Man könnte die Erde tatsächlich so vermessen, aber diese Geschichte hier ist natürlich erfunden, was man auch schnell an dem Auftreten eines sportlichen Mathematikers er-kennt.
Die Vermessung des Universums
Jetzt gehen wir einen Schritt weiter. Oder besser nochmal kurz einen zurück: Bei der Umstellung von der Scheiben- zur Kugelwelt hat die Erde sozusagen eine Dimension gewonnen, also von 2 auf 3 aufgestockt (sicher sicher, es gab auch vorher schon 3 Raumdimensionen, aber Sie werden gleich merken worauf das hinausläuft). Die Menschen haben sich gerade mit der Kugelerde angefreundet, da kommt schon der nächste Schock: Die Erde darf zwar eine Kugel bleiben, aber das Universum drum herum soll doch bitteschön 4 Raumdimensionen besitzen, so diese neue Forderung. Vier Dimensionen? Davon merken wir ja gar nichts. Ist diese neue Theorie dadurch schon widerlegt? Natürlich nicht, es könnte ja sein, daß diese vierte Dimension eine gigantische Kugelform besitzt. Mit unseren Sinnesorganen merken wir ja auch nicht, daß die Erde eine Kugelform hat, dafür ist sie einfach viel zu groß. Also dann, testen wir das Universum einfach mal auf die vierte Dimension. Erstaunlicherweise geht das genau so wie von der zweiten auf die dritte Dimension, eben mit dem sphärischen Dreieck. Aber dieses Dreieck wird hier noch um einiges größer, man muß es jetzt in den Weltraum bauen, am besten mit Seitenlängen von vielen Milliarden Kilometern. Die Astrophy-siker nehmen dazu natürlich keine Seile, sondern optische Hilfsmittel und Fixpunkte im Weltraum um diese Dreiecke zu konstruieren. Das Ergebnis: Bisher konnte man keine Krümmung feststellen, das heißt, die Winkelsumme im den untersuchten Dreiecken war immer 180 Grad. Das Universum bleibt auf dieser Größenskala also erstmal dreidimensional was den Raum angeht. Wir werden nachher aber noch sehen, daß es Theorien gibt, die sich selbst mit 4 Dimensionen bei Weitem nicht zufrieden geben.
Konstruktion eines Hyperwürfels - Grundlagen
Die meisten von uns wissen, daß unser Gehirn bei Hyperräumen abschaltet. Warum gibt es dennoch so viele Überlegungen dazu? Woher kommen die ganzen Gedankengänge und Spielereien zu dies-em Thema? Man muß unterscheiden: Wir können uns einen 4D-Raum direkt zwar nicht vorstellen, mit bestimmten Tricks lassen sich aber dennoch interessante Überlegungen dazu anstellen, mehr dazu weiter unten. Allgemein kann man zuerst mal sagen: Um ein Objekt auf die nächst höhere Di-mension zu bringen, muß man es senkrecht zu sich selbst verschieben, kurz gesagt auseinander-ziehen (siehe Bild rechts). Um zu verstehen wie das gemeint ist, wird nun im Folgenden ein vier-dimensionaler Hyperwürfel auseinander genommen. Oder zusammengebaut, ganz wie Sie wollen.
Teil 1: Die Ecken eines Hyperwürfels
Viele der Tricks, sich höherdimensionale Gebilde vorzustellen, beruhen auf Vergleichen: Man schaut z.B. zuerst mal, was beim Übergang von der 2. auf die 3. Dimension passiert und überträgt das Ganze dann auf den Sprung von der dritten in die vierte Dimension. Kleines Beispiel: Ich würde gerne wissen, wieviele Ecken ein vierdimensionaler Würfel hat. Unmöglich sich ein solches Ge-bilde vorzustellen, aber jetzt kommt der Trick: Erweitert man ein Quadrat (2D, vier Ecken) zu einem Würfel (3D, 8 Ecken), sieht man, daß sich die Anzahl der Ecken verdoppelt hat. Denn beim "Auseinanderziehen" des Quadrats bleiben ja die 4 alten Ecken stehen und 4 neue bilden sich auf der gegenüberliegenden Seite. Das Gleiche passiert nun auch bei der Erweiterung des 3D-Würfels auf den vierdimensionalen Hyperwürfel: Die alten Ecken bleiben stehen, und in der neuen Dimension steht jeder alten Ecke eine neue Gegenüber, der Hyperwürfel hat also 16 Ecken.
Teil 2 - Die Kanten
Eine Kante entsteht beim Auseinanderziehen einer Ecke. Zur Gedankenstütze hier nochmal kurz das Beispiel mit dem Pinsel (siehe Bild oben): Man könnte sagen, der Farbfleck mit seinen null Dimensionen entspricht einer Würfelecke (auch null-dimensional), und der Pinselstrich steht für eine Würfelkante (beides hat eine Dimension). Also wieder zurück zu den Kanten. Das Quadrat hat 4 davon. Wenn man es auseinanderzieht entsteht wie gewohnt auf der gegenüberliegenden Seite ein neues Quadrat, macht also erstmal 8 Kanten. Aus jeder der 4 Ecken des Quadrats entsteht jetzt aber noch zusätzlich, denken Sie an den Pinsel eben, eine neue Kante. Macht also insgesamt 12 Kanten beim 3D-Würfel. Stimmt’s? Zählen Sie beim nächsten Kniffel mal nach. Nun die gehen wir zu den Kanten des Hyperwürfels: 12 Kanten vom alten plus 12 vom gegenüberliegenden 3D-Würfel macht 24, und jede der 8 Ecken des 3D-Würfels wird beim Hyperwürfel zu einer Kante, ergibt stolze 32 Kanten. Es ist übrigens keine Schande diesen Text 2 mal zu lesen.
Teil 3 - Die Flächen
Ecken und Kanten haben wir also im Griff. Nun sind die Flächen an der Reihe: Der 3D-Würfel hat 6 davon, aber wieviel gibt’s beim Hyperwürfel? Dazu schauen wir wieder zurück was eine Dimen-sion tiefer passiert: Beim Auseinanderziehen des Quadrats zum Würfel bleibt die ursprüngliche Fläche stehen und auf der gegenüberliegenden Seite bildet sich eine neue. Aber das war’s noch nicht ganz, dazwischen sind ja nochmal 4 entstanden, diese kommen von den 4 Kanten des Qua-drats. Somit haben wir also die bekannten 6 Flächen gefunden. Nun das Ganze in 4D: Auch beim Erweitern des 3D-Würfels bleibt der ursprüngliche Würfel erstmal stehen und gegenüber bildet sich ein neuer, wobei sich dieses Gegenüber jetzt schon in der vierten Dimension befindet. Wir erhalten also schonmal 12 Flächen aus altem und neuem Würfel. Und was passiert dazwischen? Jede der 12 Kanten des ursprünglichen 3D-Würfels wird beim Auseinanderziehen zu einer Fläche erweitert. Das bedeutet wir haben 12+12=24 Flächen auf dem 4D-Hyperwürfel.
Das endgültige Aussehen des 4D-Hyperwürfels
Ein Hypercube hat also 16 Ecken, 24 Seitenflächen und 32 Kanten. Das Interessanteste kommt aber noch: Von was wird denn der Hypercube außen abgegrenzt? Und jetzt nutzen wir den kleinen Trick mit den Dimensionssprüngen schamlos aus: Eine eindimensionale Gerade wird von zwei null-dimensionalen Punkten abgegrenzt, auf deutsch die Wurst hat zwei Enden. Ein zweidimensionales Quadrat wird von 4 eindimensionalen Geraden abgegrenzt. Und ein dreidimensionaler Würfel wird von 6 zweidimensionalen Seitenflächen umschlossen. Die eingrenzenden Objekte haben also immer eine Dimension weniger als das Objekt selbst. Das bedeutet, daß der 4D-Hypercube von dreidimen-sionalen Objekten eingezäunt wird. Ist das für den Abschluß nicht eine schöne unvorstellbare Vor-stellung? Es sind übrigens 8, soviel Zeit muß sein.
Physik-Nobelpreisträger Theodor W. Hänsch im Interview mit drillingsraum.de
Prof. Dr. Theodor Hänsch in seinem Büro, 22. Juli 2008 – Fotos: Michael Hauck
"Das Problem ist, daß die Welt letzten Endes doch komplex ist"
Prof. Dr. Theodor Wolfgang Hänsch ist Physiker an der LMU in München und Direktor am Max Planck Institut für Quantenoptik in Garching. Im Jahr 2005 erhielt er den Physik-Nobelpreis für die Entwicklung eines hochpräzisen Meßinstruments.
Im Interview spricht er über die komplexe Welt der Quantenphysik, erklärt den Quantencomputer und die Quantenteleportation und beschreibt, wie Sekretärinnen die besten physikalischen Ver-schlüsselungstechniken zunichte machen können.
Ein Drillingsraum-Interview, 22. Juli 2008
Von Marc Gänsler
Drillingsraum: Im Jahr 2005 wurden Sie zusammen mit 2 amerikanischen Kollegen mit dem Phy-sik-Nobelpreis ausgezeichnet. Wie sahen für Sie die Tage und Wochen nach der Vergabe aus?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Hektisch, besonders die Stunden nach der Bekanntgabe: Um 12 Uhr kam der Telefonanruf aus Stockholm, und um 14 Uhr mußte ich zum Flughafen, ich hatte eine Rei-se nach San Francisco gebucht. Und in diesen zwei Stunden bin ich nicht zur Besinnung geko-mmen. Innerhalb von 5 Minuten waren die ersten Reporter mit Blitzlichtern hier drin, sehr schnell kamen Fernsehteams, dann der Präsident der Max Planck Gesellschaft Peter Gruß, zudem noch unser Universitätspräsident. Man muß also schnell Pressekonferenzen improvisieren. Und die ganze Zeit hat es mir unter den Nägeln gebrannt, weil ich ja die Koffer noch gar nicht zu Ende gepackt hatte. Erst als ich am Flughafen eingecheckt habe, konnte ich die Fernsehteams hinter mir lassen. Als ich dann im Flugzeug Platz genommen habe, bin ich erstmal zur Besinnung gekommen. Ich war dann ungefähr zwei Wochen in den USA, und dort war es dann relativ okay. In Berkeley auf der Konferenz waren glaub’ ich 19 Nobelpreisträger anwesend, da hat einer mehr oder weniger nicht so viel Unterschied gemacht. Aber als ich wieder zurück kam war hier die gestaute Presse, und das war sehr anstrengend. Im Dezember ist ja dann die Preisverleihung in Stockholm. Und ich war praktisch schon urlaubsreif, noch bevor es losging. Alle hatten auch geraten, daß man sich vorher gut ausruh-en soll, weil das dort dann eben sehr anstrengend wird.
Drillingsraum: Den Nobelpreis erhielten Sie für die Entwicklung des Frequenzkammes. Könn-ten Sie in kurzen Worten beschreiben, was das ist und welche Anwendungen damit ermöglicht werden?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ja, der Frequenzkamm ist ein Meßinstrument, mit dem man verschie-dene Meßgrößen ganz ungeheuer genau messen kann. Zunächst einmal wären das Frequenzen von Laserlicht. Zudem kann man Zeiten messen, indem man den Frequenzkamm als Uhrwerk für op-tische Atomuhren benutzt. Man kann damit auch Längen messen. Inzwischen kennt man sehr viele Anwendungsmöglichkeiten, die weit von den ursprünglichen Zielen entfernt liegen.
Drillingsraum: In Ihrem Buch "100 Produkte der Zukunft: Wegweisende Ideen, die unser Leben verändern werden" liefern Sie einen Überblick über innovative Dinge, die in deutschen Labors entwickelt wurden. Wieviele dieser Erfindungen stehen bei Ihnen zu Hause im Regal?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: (lacht) Die meisten gibt’s ja noch gar nicht, das sind mehr oder we-niger Visionen, die die Phantasie anregen sollen. Und wenn man skeptisch ist und sagt: "Ah, das glaub ich nicht", dann kann man sich ja selber was Besseres einfallen lassen.
Drillingsraum: Wie sieht Ihr derzeitiges Forschungsgebiet aus, an was arbeiten Sie gerade?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Einmal verfolgen wir immer noch die Laserspektroskopie, insbeson-dere die Präzisionsspektroskopie. Diese führen wir an ganz einfachen atomaren Systemen durch, bei denen man eine Chance hat, grundlegende neue Einsichten zu gewinnen. Und das andere Gebiet, das wir auch schon sehr lange verfolgen, ist die Quantenphysik ultrakalter Atome. Wir haben im Augenblick Experimente mit ultrakalten Fermionen am Laufen, wo man mit Hilfe von Feshbach-Resonanzen zwei verschiedene atomare Fermionen zu Molekülen zusammenfügt.
Aus diesen Molekülen kann man möglicherweise Bose-Einstein-Kondensate machen, die ganz neue und unbekannte Eigenschaften haben können. Weiterhin arbeiten wir mit Atomchips, also mikrofa-brizierten Chips mit denen man ultrakalte Atome manipulieren kann. Sozusagen ein Quantenlabor auf einem Chip. Das sind so kurz umrissen die wesentlichen Forschungsgebiete.
Drillingsraum: Aufgrund der Auszeichnung mit dem Nobelpreis hat man für Sie eine Ausnahme-regelung gefunden, die es Ihnen ermöglicht, auch über das Pensionsalter hinaus aktiv in der Forsch-ung weiter zu arbeiten. Werden Sie in dieser Hinsicht eine Ausnahme bleiben oder bekommen Spitzenforscher demnächst ihre eigenen Gesetze?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Es hat schon ein bißchen was bewegt. Die Max-Planck-Gesellschaft hat das Pensionierungsalter für alle Max-Planck-Direktoren von 65 auf 68 hochgesetzt. In der Bun-desregierung hat sich die Frau Schavan dafür stark gemacht, ein eigenes Wissenschaftstarifrecht einzuführen, wodurch solche Altersgrenzen dann auch flexibler gehandhabt werden können. Doch dies hat wohl politische Probleme, es hat sich noch nicht durchsetzen lassen. Aber offenbar arbeiten verschiedene Politiker daran.
Drillingsraum: Deutschland gilt nicht gerade als das Eldorado für Wissenschaftler. Sie haben eine Zeit lang im Ausland gearbeitet, waren einige Jahre an der Stanford-University in Kalifornien. Was machen die Amerikaner besser als wir?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Manches machen sie besser, anderes schlechter. Es ist halt ein anderes Umfeld. Deutschland war ja die Spitzennation in der Wissenschaft vor dem Dritten Reich. Wir haben dann den Fehler begangen, viele unserer Spitzenleute rauszujagen. Und viele sind in den USA dann sehr erfolgreich gewesen. Nach dem Krieg waren dann die USA das Land der Wissen-schaft. Deshalb ist Englisch auch die Wissenschaftssprache. Amerikaner sind nicht wild darauf, Wissenschaften zu studieren. Wenn man sich mal an den Spitzenuniversitäten in den USA um-schaut, sind diese amerikanischen Doktoranden und Postdocs nur in der Minderzahl. Das sind oft Chinesen, Leute aus Asien, auch Europäer, Deutsche. Und es gibt halt ein Reizklima, es gibt einen viel stärkeren Wettbewerb als bei uns, so daß man natürlich auch gezwungen ist, sich viel intensiver mit neuer Wissenschaft zu beschäftigen. Man muß dauernd publizieren, sonst ist man schnell weg vom Fenster. Und bei uns ist es so, daß man die Wissenschaft eher wie Landwirtschaft betreiben kann, man kommt leichter an große Ressourcen, kann Institute gründen und hoffen, daß da schon irgendwas passiert. Dieser unmittelbare Druck ist bei uns schwächer ausgeprägt als in Amerika.
Drillingsraum: Was war bei Ihnen der ausschlaggebende Punkt, Physiker zu werden?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Warum bin ich Physiker geworden ... Also Naturwissenschaften haben mich immer interessiert. Ich hätte mir auch vorstellen können, Astronom, Biologe oder Chemiker zu werden. Mein Vater hätte gern gehabt, daß ich Arzt geworden wäre. Mein schlechtes Gedächtnis hat dann den Ausschlag gegeben: Ich habe einfach gemerkt, daß ich mir die Namen der Knochen in der Anatomie nur mühsam merken kann. Und in der Physik kann man halt mit Mathematik und lo-gischem Denken vieles Ableiten, man muß gar nicht so viel wissen. Es gab halt noch kein Google, und kein Wikipedia.
Drillingsraum: Haben Sie Hobbys, denen Sie fernab der Physik nachgehen?
Die Physik hat ja sehr viele Facetten. Ich sage jeden Tag 3 oder 5 Einladungen ab. Eine die ich noch nicht abgesagt habe, ist zum Beispiel die von der Literary and Historical Society aus Dublin, die mir einen James Joyce Award verleihen wollen, wenn ich dahin komme und einen Vortrag halte. Ich habe dann geschaut, wer denn sonst den James Joyce Award bekommen hat. Beispielsweise die Frau Rowling, also die Autorin von Harry Potter. Man kommt auf diese Art und Weise mit allerlei Menschen zusammen, und sieht eine Welt, die weit außerhalb der Physik liegt. Gut, also Reisen in Maßen macht mir Spaß. Über den Tellerrand zu schauen und zu sehen, wie andere Leute die Welt sehen, ist sicher faszinierend. Ich fotografiere ganz gern, mache auch Videos, höre Musik, gehe gerne spazieren. Aber kein Leistungssport oder sowas.
Drillingsraum: Um folgende Frage ranken sich Mythen und Legenden, vielleicht können Sie auf-klären: Warum gibt es keinen Mathematik-Nobelpreis?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Da bin ich auch nicht völlig informiert. Ich glaube, irgendein Mathe-matiker hat den Herrn Nobel da mal geärgert, weil die Partnerin da wohl ... (muß lachen) Nun, das mag wahr sein, aber ich weiß da auch nicht wirklich Bescheid.
Teil 2: Grundlagen der Quantenmechanik: Quanten, Verschränkung, Messung, Grenze zwi-schen Mikro- und Makrokosmos
Drillingsraum: Unterhalten wir uns über die Quantenmechanik. Zuerst einmal: Was sind Quanten?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: (lacht) Quanten ... das ist natürlich ein Begriff, den man leicht miß-braucht. Aber es ist wohl so, daß bestimmte Meßgrößen quantisierte Ergebnisse liefern. Und das erste Beispiel wären vielleicht die Quanten eines Lichtfeldes in einem Resonator, die Photo-nen. Dort kann man sehen, daß die Energie nur ganzzahlige Vielfache von (sprich: "h-quer-omega", eine spezielle Energieeinheit) annehmen kann. Und ein solches -Quant, ein solches Energiepaket, das würde ich als Quant bezeichnen.
Drillingsraum: Ohne Quantenmechanik geht heute in der Physik praktisch gar nichts mehr. Was waren denn die ausschlaggebenden Punkte dafür, daß die Physiker vor rund 80 Jahren damit angefangen haben, diese Theorie zu entwickeln?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Es geht sogar bis auf den Anfang des letzten Jahrhunderts zurück, auf Max Planck. Er hat einen Weg gefunden, wie man das Spektrum der Schwarzkörperstrahlung durch Einführen dieser Quantenhypothese mathematisch beschreiben kann. An diese Quan-tenhypothese hat er übrigens selbst nicht geglaubt, er sah dies mehr als einen mathematischen Kunstgriff. Und dann natürlich Einstein, der in seinem annus mirabilis weiter über den Photo-elektrischen Effekt spekuliert hat. Er selber hat ja auch nie richtig an die Quantenmechanik ge-glaubt, aber das waren so die Anfänge. Wesentliche Fortschritte wurden dann gemacht, als Ruth-erford den Atomkern entdeckt hat, und als Niels Bohr das Spektrum des einfachen Wasserstoff-Atoms mit einem Quantenmodell beschreiben konnte. Dieses machte völlig radikale, nicht-klassi-sche Annahmen, aber der Erfolg hat den Leuten eben suggeriert, daß da was dran sein muß. Weitere Durchbrüche kamen natürlich durch Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger und Paul Dirac. Und so ging es bis hin zur Quantenfeldtheorie.
Drillingsraum: Die Verschränkung ist ein wichtiges Phänomen in der Quantenmechanik. Für die Quantenteleportation oder die Quantenkryptografie beispielsweise verwendet man diesen Effekt. Was genau kann man sich darunter vorstellen, wenn etwa zwei Photonen miteinander ver-schränkt sind?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Es gibt natürlich geteilte Meinungen darüber, was die Quantenme-chanik beschreibt. Ich glaube am widerspruchsfreiesten ist es, wenn man Folgendes annimmt: Die Quantenmechanik ist ein Werkzeug das beschreibt, was wir über die Ergebnisse von Experimenten vorhersagen können. Wir haben Informationen darüber, wie ein System präpariert ist. Und mit den Regeln der Quantenphysik kann man dann statistische Vorhersagen machen. Und bei der Ver-schränkung ist es eben so: Nehmen wir an, ich habe zwei verschränkte Photonen, die sich meinet-wegen in gegensätzlicher Richtung ausbreiten. Dann gewinne ich weitere Informationen über dieses System, indem ich zum Beispiel die Polarisation eines der beiden Photonen messe. Und diese Infor-mation erlaubt mir dann, etwas über die Meßergebnisse von Experimenten auszusagen, die ich mit dem zweiten Photon mache. Die Verschränkung ist letzten Endes nur in meinem Kopf: Ich habe sie mir erarbeitet, und kann danach etwas über Korrelationen aussagen.
[Gequantelte Welt: Photonen können nur bestimmte Energiemengen annehmen. Wollen sie ihre Energie verändern, können sie das nur stufenweise tun.]
Drillingsraum: Es gibt Ansätze dafür, auch der Zeit einen gequantelten Charakter zuzuord-nen. Ein solches Zeitquant, Chronon genannt, soll einer Dauer von Sekunden entsprechen. Wie kam man denn auf die Idee, auch die Zeit zu quantisieren?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ich glaube nicht, daß das eine weit akzeptierte Vorstellung ist. Das war ein italienischer Forscher, der dieses Konzept in einem obskuren Journal vorgeschlagen hat. Er hat das sogar mit einer klassischen Beschreibung des Elektrons gemacht, hat dieses Chronon also für das Elektron eingeführt. Aber das ist eher an der Grenze der Spekulation, ich glaube nur an Dinge, die man messen kann.
Drillingsraum: In einer Episode der Zeichentrickserie Futurama klagt der Professor, daß bei einem Pferderennen die Messung beim Zieleinlauf das Ergebnis verfälscht hätte und eigentlich sein Pferd hätte gewinnen müssen. Aufgrund der Größenverhältnisse wird er die Jury mit diesem Argument wohl aber eher nicht überzeugen können. Kann man überhaupt eine Grenze zwischen der quanten-mechanischen und der makroskopischen Welt ziehen?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Beim Zieleinlauf ... Je nach dem. Wenn ich da mit einem Laserstrahl über die Bahn leuchte und ein Pferd sehr empfindlich ist, könnte es ja sein, daß das scheut. Und dadurch könnte es passieren, daß ich das Ergebnis auch ohne Quantenmechanik verfälsche (lacht). Aber jetzt im Ernst: Es gibt wohl keine scharfe Grenze zwischen der Quantenwelt und der klassischen Welt. Bei der Interpretation der Quantenmechanik versucht man natürlich immer, ir-gendeine solche Grenze zu setzen. Aber man kann diese Grenzen auch anders setzen. Wir versu-chen eben, die Grenze immer weiter von mikroskopischen zu mesoskopischen, oder gar makrosko-pischen Objekten hin zu verschieben.
Teil 3: Über Quantencomputer, Qubits, das iQuant und die Frage, warum Apple-Boss Steve Jobs in seinen Vorlesungen war
Drillingsraum: In normalen Computern werden Informationen in Bits dargestellt. Quantencom-puter sollen mit Qubits (Quantum Bits) arbeiten. Worin besteht der Unterschied, und was sind die Vorteile von Qubits?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Es ist eine kontinuierliche Variable. Das ist eigentlich etwas, was man klassisch auch machen könnte: In Analog-Computern beispielsweise kann ich natürlich statt mit diskreten Bits auch mit Spannungen oder Strömen arbeiten, die ein ganzes Kontinuum von Werten haben können. Auch optisch wäre das möglich. Das ist zunächst einmal noch kein riesengroßer Vorteil, im Gegenteil. Analog-Computer sind aus der Mode gekommen, einfach weil sie extrem störanfällig sind, und diese dissipativen, digitalen Computer eben sehr zuverlässig arbei-ten können. Ein Quantencomputer wäre sogar in der Laufrichtung umkehrbar. Ein anderes Argument, das die Leute für die Quantencomputer vorbringen, ist, daß man eben mit Überlager-ungen von Eingangszuständen arbeiten kann. Ich muß mich nicht entscheiden, welchen Eingang ich nehmen will, sondern ich kann eine Überlagerung erzeugen, und der Quantencomputer rech-net dann massiv parallel mit allen denkbaren Eingangszuständen. Das Problem ist dann aber, daß ich dann auch eine Überlagerung aller möglichen Antworten bekomme. Wenn ich auslese, kann ich natürlich nur eine dieser Antworten erhalten. Ich weiß dann aber nicht, zu welchem Eingangs-zustand diese Antwort gehört. Im Prinzip könnte man den Quantencomputer sehr viele Male laufen lassen und die Ergebnisse auf unterschiedliche Weise abfragen, um mit einer Art Tomographie den Quantenzustand am Ausgang zu bestimmen.
Doch steigt die Zahl der dazu notwendigen Rechendurchläufe exponentiell mit der Zahl der Qubits. Ich könnte natürlich auch einen klassischen Computer in mein Nebenzimmer stellen, und einen Affen davor setzen, der dann auf der Tastatur herumdrückt. Da ich aber nicht weiß was er drückt, ist es eine – allerdings inkohärente – Überlagerung aller möglichen Tastenzustände. Hier an meinem Computer kommt dann das Ergebnis. Weil ich aber nicht weiß, was er gedrückt hat, ist das Ergebnis im Allgemeinen nicht viel Wert.
Aber es gibt spezielle Probleme, wo es doch helfen kann. Peter Shor hat eben gezeigt, daß man un-ter Ausnutzung dieser Parallelität Quanten-Fourier-Transformationen durchführen kann. Diese kann man ausnutzen, um Primfaktoren großer Zahlen zu bestimmen, prinzipiell zumindest. Und die größte Zahl, die damit bisher faktorisiert worden ist, ist glaube ich die 15 (lacht). Und ob man jemals einen Quantencomputer haben wird, der wirklich große Zahlen faktorisieren kann, das bezweifle ich eher.
Drillingsraum: Wie kann man sich einen Quantencomputer technisch gesehen vorstellen? Benötigt man spezielle Bauteile wie Laser, Spiegel etc., oder ist das alles nur herkömmliche Elektronik?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Man braucht Systeme, die den Regeln der Quantenmechanik folgen. Also Dekohärenz ist Gift. Ich muß deshalb ein System haben, das ich gut von der Umgebung ab-koppeln kann. Beispiele dafür sind Ionen in Ionenfallen, die im Vakuum freischwebend ge-fangen sind, oder ultrakalte Atome in Magnetfallen. Neuerdings vielleicht auch Quantendots in Festkörpern, solche Sachen. Und das muß ich vor der Umgebung schützen können, so daß ich auch im Prinzip nicht rauskriegen kann, in welchem Zustand sich diese Systeme befinden. Und dann muß ich sie aber noch koppeln: Ich muß Gatter realisieren können, in denen zwei solcher Qubits zusammenwirken, um ein bestimmtes Ergebnis zu liefern. In elementaren Bausteinen ist das ja schon demonstriert. Aber im Zusammenwirken und mit der notwendigen Fehlerfreiheit ... Da sind glaube ich auch die Experten inzwischen sehr skeptisch. Wahrscheinlich kann man das nicht so schnell realisieren. Bill Phillips, der da ein Quanten-Science-Center in Maryland gegründet hat glaubt, die Chancen stehen bei 50%, daß sowas in 50 Jahren möglich ist.
Drillingsraum: Warum kann ein Quantencomputer nicht mit Hilfe eines normalen Computers simuliert werden?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Man kann ihn schon simulieren, nur steigen halt die Rechenres-sourcen exponentiell mit der Zahl der Qubits. Und das heißt, bei etwa 50 Qubits sind dann auch die Supercomputer am Ende.
Drillingsraum: Was wird ein Quantencomputer können, was mein Computer zu Hause heute nicht kann?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Was heutige Computer nicht gut können ist der Umgang mit Prob-lemen, deren Schwierigkeit exponentiell mit der Zahl der Teilchen anwächst. Wenn ich beispiels-weise ein wechselwirkendes System von Spin-Teilchen berechnen will, dann wächst die Komple-xität eben exponentiell mit der Zahl der Teilchen, sofern ich alle Korrelationen mitnehmen will.
Und man kann sich Folgendes überlegen: Der größte heutige Computer schafft vielleicht so 50 Teil-chen. Wenn ich Moore’s Law annehme, dann wächst die Computerleistung natürlich auch expo-nentiell. Aber trotzdem kann man abschätzen, daß man in unserer Lebenszeit wohl nicht über 70 Teilchen hinaus kommen wird. Aber 100.000 Teilchen sind eben von vorne rein komplett ausge-schlossen. Und da wäre es denkbar, daß man mit Quantensimulatoren vielleicht bestimmte Sachen verstehen kann. Beispielsweise die Phasenübergänge in Anti-Ferromagnetischen Systemen oder so etwas. Da ist im Augenblick eben weltweit ein Wettrennen im Gange, wer denn zuerst solche Quantensysteme gut simulieren kann. Zumindest sollten wir lernen, welche Korrelationen man in Modellrechnungen mit gutem Gewissen vernachlässigen darf.
Drillingsraum: Inwieweit könnte sich die Technik eines Quantencomputers in unseren Alltagsge-räten behaupten? Kommt nach dem iPhone das iQuant?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Glaube ich nicht ...
Drillingsraum: Apropos iPhone. Apple-Boss Steve Jobs war einst einer Ihrer Studenten. War er damals auch schon so ein fleißiger Bursche?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Er war ein Hörer in einer Vorlesung, er hat sich einfach dafür intere-ssiert. Er war nicht als Student eingeschrieben. Und es war klar, daß er jemand mit Vision und Charisma war, auch schon damals.
Drillingsraum: Im Prinzip sind bestimmte Berechnungen an quantenmechanischen Systemen nur durch die Rechenleistung unserer Computer beschränkt. Kurioserweise sind es aber die Quanten-computer selbst, die solche Berechnungen eines Tages deutlich verbessern könnten. Man hat fast das Gefühl, die Quantenmechanik selbst hilft mit, sich weiterzuentwickeln ...
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ja. Sagen wir mal, unser Verständnis für die Quantenmechanik kann man sicher durch Experimente verbessern. Und an was in der Vergangenheit halt nicht so viel ex-perimentiert wurde, sind Vielteilchensysteme. Wir haben natürliche Vielteilchensysteme wie etwa Hochtemperatur-Supraleiter. Aber die sind so komplex, daß man nur sehr schwer rauskriegen kann, was da eigentlich vor sich geht. Oder Moleküle, gut, da macht man inzwischen Fortschritte. Aber gerade durch dieses Konzept der Quantensimulation können wir wahrscheinlich mehr über solche komplexen Vielteilchensysteme lernen. Wir haben ja schon ganz merkwürdige Zustände entdeckt. Nicht wahr, das Bose-Kondensat ist ein merkwürdiger Zustand der Materie. Und die Vermutung ist, daß man noch andere, nicht weniger merkwürdige Zustände entdecken kann.
Drillingsraum: Könnten Quantencomputer eine neue Ära auf dem Gebiet der Künstlichen Inte-lligenz einläuten?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Glaube ich eher nicht ...
Teil 4: Über das EPR-Experiment, den Tunneleffekt und philosophische Aspekte der Quantenme-chanik
Drillingsraum: Betrachten wir mal eine Geldmünze. Je nach dem, von welcher Seite man sie an-schaut, sieht man entweder Kopf oder Zahl ...
Prof. Dr. Theodor Hänsch: ... es sei denn, es ist eine Zaubermünze ... (lacht)
Drillingsraum: ... genau. Die Münze ist sozusagen das übergeordnete Objekt, das diese beiden Seiten in sich birgt. In der Quantenmechanik ist es ähnlich: Je nachdem, wie man einen Versuch durchführt, sieht man entweder Wellen- oder Teilchencharakter. Könnte es hier vielleicht genau wie bei der Münze ein übergeordnetes Objekt geben, das wir heute nur noch nicht kennen?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ja ganz bestimmt ist es so. Diese Wellen und Teilchen sind sozusagen klassische Grenzfälle. Es gibt klassische Teilchen und klassische Wellen. Quantenobjekte kann man so projizieren, daß sie sich so verhalten, als wären es Wellen oder als wären es Teilchen. Aber in Wirklichkeit ist es natürlich etwas anderes.
Drillingsraum: Unser genetischer Code ist aufgrund des Tunneleffekts geringfügig instabil, was stellenweise zu kleinen Mutationen führen kann. Spielen quantenmechanische Effekte für das Leben, oder sogar für die Evolution eine größere Rolle als wir vielleicht glauben?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ich glaube, daß das Tunneln einer der vernachlässigbaren Gründe für Mutationen ist, da gibt es viel handfestere. Aber die Quantenmechanik spielt ganz bestimmt eine Rolle auf der Ebene der Moleküle und der Atome. Diese haben ihre Eigenschaften eben, weil es die Quantenmechanik gibt, die Chemie funktioniert, weil es die Quantenmechanik gibt. Also auf der Ebene ja. Auf einer mesoskopischen oder makroskopischen Ebene wäre ich eher skeptisch.
Drillingsraum: Unterliegt unser Gehirn quantenmechanischen Zufällen, ist das was wir den-ken ein Ergebnis quantenmechanischer Willkür?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ich glaube schon, daß es Zufallseinflüsse gibt. Ob diese allerdings quantenmechanisch erklärt werden müssen ... also ich weiß nicht. Man könnte sich ja auch einfach chaotische Systeme vorstellen, in denen winzige Temperaturänderungen unvorhersehbar makrosko-pische Konsequenzen haben. Ich glaube, da brauchen wir die Quantenmechanik gar nicht. Wenn ich einen chaotischen Zustand in meinem Gehirn habe, dann kann ich eben mit winzigen Änderungen drastisch andere Ergebnisse erzielen. Und wenn ich in einen solchen Zustand reinkomme, wäre das wahrscheinlich ungesund, wenn sich das auf das ganze Gehirn erstrecken würde. Aber in kleinen Arealen könnte man sich das vorstellen. Auch, daß uns dann kleine Empfindungen oder Berührung-en oder irgendwas dazu verleiten, an Dinge zu denken, ohne daß wir uns dessen bewußt sind. Auf diese Art und Weise werden wir also schon ein Spiel des Zufalls, auch in unserem Kopf.
Drillingsraum: Determinismus, Radikaler Konstruktivismus, naiver Realismus, und so weiter ... Die Quantenmechanik bietet viel Raum für philosophische Überlegungen. Beschäftigen Sie sich mit solchen Themen?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Wenig. Sollte man natürlich, und es gehört sozusagen auch zur Bil-dung. Aber es gibt wenige Leute, die sowohl die Philosophie gut überschauen, als auch die Quan-tenmechanik verstehen. Und wenn ich Philosophen lese, bei denen es klar ist, daß sie das gar nicht verstanden haben, bin ich halt erstmal weniger enthusiastisch und lege das Buch dann beiseite (lacht).
Drillingsraum: Einstein, Podolski und Rosen wollten mit dem berühmten EPR-Experiment zeigen, daß die Quantenmechanik gegen bestimmte Aspekte klassischer Theorien verstößt. Was kann man sich unter diesem EPR-Experiment genau vorstellen und warum ist es so wichtig für die Quanten-mechanik?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Einstein wollte halt nicht an die Quantenphysik glauben. Und er wollte zeigen, daß die Beschreibung unvollständig ist. Wir hatten es vorhin ja schon angesprochen: Wenn ich zwei Teilchen habe, kann ich die eben so erzeugen, daß sie verschränkt sind.
Meinetwegen in ihrer Polarisation. Ich glaube damals dachte man an Spin 1/2 Teilchen, in heutigen optischen Experimenten sind dies meistens zwei Photonen. Wenn ich nun an einem Teilchen die Polarisation messe, dann weiß ich etwas über den Ausgang von Messungen am anderen Photon. Die Quantenmechanik sagt eben statistische Korrelationen voraus, die man nicht erklären kann, wenn man die naive Annahme macht, dass diese Photonen schon eine Polarisation haben, noch bevor man sie misst. Bei der Quantenmechanik muss ich diese Annahme nicht machen, die sagt diese Korrelationen richtig voraus. Aber die Schlussfolgerung im Umkehrschluss ist: Es ist verboten, an ein Photon zu denken, das die Gestalt eines Teilchens mit einer bekannten Polarisation hat. Jedenfalls im Allgemeinen.
Teil 5: Quantenteleportation und Quantenkryptographie
Drillingsraum: Der österreichische Physiker Anton Zeilinger wurde durch seine Experimente zur Quantenteleportation einer breiten Öffentlichkeit bekannt. Was wird bei der Quantenteleportation letztendlich teleportiert?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Der Grund für die Bekanntheit ist natürlich der nahe Bezug zur Science-Fiction, dass man möglicherweise einen Menschen teleportieren könnte. Was praktisch teleportiert wird ist unser Wissen über den Ausgang von Experimenten: Ich habe ein System präpariert und kann vorhersagen was passiert, wenn ich hier dies oder jenes messe. Und über die Teleportation kann ich dafür sorgen, dass sich ein System anderswo bei Messungen gleich verhält.
Drillingsraum: Obwohl bei der Quantenteleportation die Zustände instantan festgelegt werden, kann mit dieser Technik keine Information schneller als das Licht übertragen werden. Könnten Sie diesen Umstand kurz erläutern?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Ich kann ja auch bei einem nahen Objekt nicht mit Sicherheit vorhersagen was passieren wird, ich kann nur statistische Vorhersagen machen. Wenn ich dann etwas teleportiert habe, kann ich auch bei dem fernen Objekt nur statistische Vorhersagen zu machen.
Wenn es aber möglich wäre, damit Informationen zu übertragen, würde das natürlich das Prinzip der Kausalität verletzen. Und wir glauben, dass das nicht so leicht ist.
Drillingsraum: Diese spontane Zustandsbestimmung auch über große Distanzen hinweg scheint im Widerspruch mit unseren physikalischen Erfahrungen zu stehen...
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Nein, vorsicht: Wenn ich weiß, dass der Zustand nicht in dem System ist, sondern nur in meinem Kopf, kann sich das sofort ändern. Instantan.
Drillingsraum: Also kann man praktisch gar nicht die Frage stellen: Woher weiß das eine Teilchen denn, wann das andere gemessen wird?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Das Teilchen weiß davon überhaupt nichts. Nur ich weiß es.
Drillingsraum: Glauben Sie, dass wir mit einer anderen Technik eines Tages auch feste Materie und Lebewesen teleportieren könnten?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Die Quanteninformation spielt ja bei wenigen Gegenständen eine Rolle. Wenn man nun einfach die Zusammensetzung der Moleküle am anderen Ort rekonstruieren würde, hätte man für alle praktischen Zwecke schon teleportiert. Ich müsste dann halt eine Zelle mit, was weiß ich, mit Röntgenstrahlen Atom für Atom entziffern und versuchen, am anderen Ende alles wieder zusammenzubauen (lacht). Das wäre einfach klassische Information. Inzwischen gibt es immer bessere Verfahren dazu, die Erbinformation in der DNA auszulesen. Und wenn man diese Information erst einmal hat, schafft man es auch, die Moleküle aus den Buchstabenpaaren wieder richtig zusammenzubasteln. Am Craig-Venter-Institute in San Diego ist man glaub' ich inzwischen bei 50.000 Basenpaaren. Und wenn man solche Baupläne verschicken und anderswo wieder zusammenbauen kann, wäre das eine Art von Teleportation.
Drillingsraum: Was passiert bei der Quantenkryptografie? Kann man den Übertragungsprozess in kurze Worte fassen?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Daten nach den Regeln der Quantenmechanik abhörsicher zu übertragen. Der einfachste Fall wäre die Codierung in Polarisationszuständen, dass ich also Licht entweder horizontal oder vertikal polarisiert herausschicke, oder auch unter 45 Grad. Und ein Abhörer, der nicht weiß, wie ich meinen Polarisationsfilter eingestellt habe, der würde bei seinem Abhörversuch solche Fehler erzeugen, dass der Empfänger das merken würde. Man glaubt, dass aufgrund der Regeln der Quantenmechanik solche unentdeckbaren Abhörversuche im Prinzip unmöglich sind. Aber man kann natürlich auch irgendwie eine Mikrokamera im Raum verstecken, indem der Sender sitzt. Oder man kann die Sekretärin verführen oder sonst wie (lacht), und auf diese Weise dann doch an die Nachricht kommen.
Drillingsraum: In letzter Zeit häuften sich in den Medien Berichte über Abhörskandale. Ist die Quantenkryptografie der Schrecken von Telekom und Co.? Inwieweit wird diese neue Verschlüsselungstechnik in unseren Alltag einziehen?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Es gibt auch heute Algorithmen, mit denen man sehr gut verschlüsseln kann. So gut, dass es im Prinzip kaum möglich ist, das zu knacken. Viele dieser Algorithmen beruhen auf dem Umstand, dass man die Primfaktoren großer Zahlen nicht leicht berechnen kann. Und wenn es gelänge, einen Quantencomputer zu schaffen, der das kann, dann könnte man viele heute klassisch verschlüsselte Nachrichten entziffern. Und nicht nur zukünftige, sondern auch vergangene. Und die Geheimdienste haben natürlich ein großes Interesse daran, also an Nachrichten, von denen sie gerne wüssten, was da drin steht. Deswegen gibt man auch viel Geld für sowas aus. Einfach vielleicht auch nur deswegen, um sicher zu sein, dass es nicht funktioniert, damit die Feinde das auch nicht machen können.
Drillingsraum: Ist die Quantenkryptografie tatsächlich absolut Abhörsicher? Es gibt Behauptungen, nach denen ein Abhörer unter ganz Bestimmten Umständen doch unbemerkt bleiben könnte...
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Nun ja, auch da gibt es wahrscheinlich Grauzonen. Wenn ich so abhöre, dass ich die Nachricht nicht mit Sicherheit entziffern kann, aber raten kann, dann kann man wahrscheinlich auch nicht mit Sicherheit sagen, ob da ein Abhörer drin ist. Aber dann gäbe es andere Protokolle, mit denen man die Sicherheit verbessern könnte. Insbesondere unter Ausnutzung von Verschränkung. Und wir haben ja den Harald Weinfurter hier, der das sehr wissenschaftlich betreibt. Der kann zu solchen Fragen sehr viel kompetenter Auskunft geben als ich. Aber es ist sicher so, dass es auf dem Gebiet der Quantenkryptographie nicht ganz einfache Ja-Nein-Antworten gibt.
Teil 6: Interpretationen der Quantenmechanik. Über die Kopenhagener Deutung, Verborgene Variablen und die Viele-Welten-Theorie
Drillingsraum: Es gibt verschiedene Interpretationen der Quantenmechanik. Die Kopenhagener Deutung beispielsweise nimmt die scheinbar zufälligen Messergebnisse als naturgegeben hin, die Theorie der Verborgenen Variablen dagegen deutet diese Ergebnisse als nicht zufällig aufgrund eventueller Lücken in der Quantentheorie. Was würde es für die Quantenmechanik bedeuten, wenn wir diese Verborgenen Variablen doch noch finden würden?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Also, dass es irgendetwas gibt, das über die Beschreibung durch die Schrödingergleichung hinaus geht, glaube ich schon. Aber es werden nicht klassische Verborgene Variablen sein. Die Beweise dafür sind überwältigend, dass man Quantenkorrelationen, wie man sie jeden Tag beobachtet, nicht mit klassischen lokalen Verborgenen Variablen erklären kann. Aber dass die Quantenmechanik nicht der Weisheit letzter Schluss ist, daran glaube ich schon.
Drillingsraum: Die Viele Welten Interpretation geht davon aus, dass verschiedene Zustände eines Systems in verschiedenen Universen realisiert werden. Da wir aber in nur einer dieser Welten leben, sehen wir auch nur einen realisierten Zustand. Das Ganze hört sich erstmal ziemlich weit hergeholt an. Wieso hat diese Interpretation dennoch so viele Anhänger, worin liegt ihr Vorteil?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Nun, das halte ich für Unfug. Wir machen statistische Vorhersagen, und in einem Einzelexperiment wird halt nur ein möglicher Fall realisiert. Das ist so, wie wenn ich sage, ich habe eine Schrotflinte. Da weiß ich: Ich habe irgendeine Gauß-Verteilung der Einschüsse. Aber ein einzelnes Schrotkorn trifft halt nur an einer Stelle. Ich muss das Experiment viele Male wiederholen, um auch die anderen Realisierungen beobachten zu können.
Drillingsraum: Welcher Interpretation der Quantenmechanik hängen Sie an?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Die Quantenmechanik ist merkwürdig. Und man kann sie nicht interpretieren, indem man versucht, sie auf unsere klassischen Erfahrungen zurückzuführen. Das klassische Bild, das wir uns gezimmert haben, das ist halt grob vereinfacht. Und es ist prinzipiell nicht möglich, die Quantenmechanik zufriedenstellend durch klassische Bilder zu interpretieren. Ich bin ein Experimentalphysiker, und ich betrachte die Gesetze Quantenmechanik naiv, als Rechenregeln sozusagen, die empirisch bestätigt sind und mit denen wir auch ungeheuer genaue Vorhersagen machen können. Aber ich bin da offen. Wahrscheinlich wird man auch irgendwann einmal die Grenzen dieser Quantenmechanik entdecken.
Drillingsraum: Es gibt Bestrebungen dazu, Experimente zu entwickeln, die aufzeigen könnten welche Interpretation der Quantenmechanik letztendlich die richtige ist. Wie könnten solche Experimente aussehen?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: So lange die Interpretationen im Einklang mit dem akzeptierten Formalismus stehen, kann man da prinzipiell nichts unterscheiden. Dann ist das nur Geschmackssache, ob mir das hilft, oder ob es mich eher verwirrt. Und die meisten Interpretationen haben irgendwo doch Paradoxa und unmögliche Aspekte, so dass sie nicht sehr weiterhelfen. Oder ich wechsle einfach die Interpretation je nach der Frage, die ich beantworten will.
Drillingsraum: Wir formulieren so viele Interpretationen, um die Unlogigkeiten in der Quantenmechanik unseren logischen Bedürfnissen anzupassen. Vielleicht gehorcht die Quantenmechanik aber gar nicht unserer Logik, vielleicht gibt es eine Quantenlogik...?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Wenn wir klassisch argumentieren, ja, dann ist es sicher so, dass die Quantenmechanik der klassischen Argumentation nicht folgt. Das Problem ist wohl, dass wir einfach versuchen, klassische Konzepte wie Impuls oder Ort für diese Beschreibungen einzusetzen. Makroskopische Objekte haben dies. Und deshalb glauben wir, muss ein Quantenobjekt das auch haben. Aber dann kann man damit beispielsweise nicht erklären, wie so ein Fußball-Molekül, also ein Fulleren, Beugungsmuster zeigt, wenn man ihm einen Doppelspalt in den Weg stellt.
Drillingsraum: Die physikalischen Theorien wurden im Laufe der Zeit immer komplexer. Und noch immer haben wir kein Modell, das unser Universum vollständig beschreibt. Glauben Sie, dass es so etwas wie eine Weltformel überhaupt geben kann?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: Man muss es hoffen. Das ist ja sozusagen der Weg der Physik, der so erfolgreich war, dass man eben versucht, die komplexe Welt auf die wesentlichen Mechanismen zu reduzieren. Und wir sind ja sehr weit gekommen mit diesem Ansatz. Ob der uns auch erlaubt, eine Weltformel aufzustellen... Das haben viele versucht, ohne Erfolg. Man weiß es nicht. Und das Problem ist, dass die Welt letzten Endes doch komplex ist. Insbesondere das Vakuum, das uns so harmlos vorkommt, ist ein sehr komplexes Gebilde. Und vielleicht muss man erst die Physik von komplexen Vielteilchen-Quantensystemen verstehen, um da überhaupt Fortschritte machen zu können. Also es könnte sein.
Drillingsraum: Und die letzte Frage: Hatte Schrödinger jemals eine Katze?
Prof. Dr. Theodor Hänsch: (lacht) Wäre wahrscheinlich. Aber ich weiß es nicht...
Vielen Dank für das Interview

Ahmadinedschad prophezeit Untergang der USA
Der iranische Präsident Mahmud Ahmadinedschad hat sich in seiner Rede vor der UN-Voll-versammlung einmal mehr aggressiver Rhetorik bedient: Diesmal beschimpfte er die Israelis als "zionistische Mörder" und attackierte das "amerikanische Imperium". Die US-Delegation hatte schon zuvor den Saal verlassen.
Der iranische Präsident Mahmud Ahmadinedschad hat das Atomprogramm seines Landes vor der UN-Vollversammlung mit scharfen Worten verteidigt. Einige "schikanöse Mächte" versuchten mit politischem und wirtschaftlichem Druck, Teheran das Recht auf friedliche Nutzung der Kernenergie zu nehmen, kritisierte der Staatschef am Dienstag in New York. Dies seien genau die Mächte, die selbst ganze Generationen von tödlichen Atomwaffen herstellten und für die Tragödien in Hiroshi-ma und Nagasaki verantwortlich seien, erklärte Ahmadinedschad, ohne die USA ausdrücklich zu nennen. Die amerikanische Delegation hatte Medienberichten zufolge für die Rede den Saal verla-ssen. Vor dem UN-Hauptquartier demonstrierten einige hundert Menschen gegen den Auftritt und riefen: "Ahmadinedschad raus aus der Uno!"
Teheran werde an seinem Atomprogramm festhalten, auch wenn einige Mächte versuchten, das Recht auf eine friedliche Nutzung der Kernenergie mit wirtschaftlichem und politischem Druck zu untergraben, sagte Ahmadinedschad. Ahmadinedschad betonte, alle iranischen Aktivitäten seien transparent, seine Regierung arbeite voll mit der Internationalen Atomenergiebehörde IAEA zusa-mmen. "Das iranische Volk ist zum Dialog bereit. Aber es hat keine illegalen Forderungen akzep-tiert – und wird das auch in Zukunft nicht tun", sagte er.
Das "amerikanische Imperium" stehe vor dem Ende und sollte seine militärische Einmischung in anderen Ländern einstellen, sagte Ahmadinedschad. Die Kriege im Irak und in Afghanistan seien nur angezettelt worden, um in den USA Wahlen zu gewinnen. Zudem machte Ahmadinedschad die westlichen Mächte für den zunehmenden Terrorismus und den florierenden Opiumhandel in Afgha-nistan verantwortlich. Bislang sei noch jede Macht, die in Afghanistan einmarschiert ist, unterlegen und schließlich wieder abgezogen, sagte er.
Auch gegen Israel fand der iranische Präsident erneut scharfe Worte. "Das zionistische Regime ist auf dem klaren Weg zum Kollaps. Es gibt keinen Ausweg aus der Kloake, die es selbst und seine Unterstützer geschaffen haben", sagte Ahmadinedschad. Eine kleine und einflußreiche Gruppe Zio-nisten kontrolliere Finanzzentren sowie die politischen Entscheidungen in Europa und den USA, meinte er weiter. Die Israelis nannte er "zionistische Mörder". Nach langen religiösen Ausführ-ungen fügte er hinzu: "Der einzige Weg zur Erlösung ist der gerade, göttliche Weg. Andernfalls wird Gottes machtvolle Hand aus dem Ärmel der unterdrückten Völker kommen und Euer Leben schwer machen und Eurer Hegemonie ein Ende setzen."
Der Westen hat wegen des iranischen Atomprogramms bereits mehrfach UN-Sanktionen gegen Te-heran erwirkt. Der Iran hält aber weiter an der Urananreicherung fest und behauptet, die Techno-logie nur für friedliche Zwecke nutzen zu wollen. Hochangereichertes Uran ist der Ausgangsstoff für Atombomben. Ahmadinedschad hat bereits in der Vergangenheit häufiger den Untergang der USA und Israels vorhergesagt. Israel drohte er auch mit der Auslöschung. – Zuletzt aktualisiert: Mittwoch, 24. September 2008, 10:57 Uhr