Quantenphysik – die besten Beiträge

Hallo, ich kenne die Auswirkungen des Pauli-Prinzips beim Befüllen von Orbitalen, jedoch verstehe ich das WIESO nicht wirklich. Meine Lehrperson hat 2 Blätter zur Verfügung gestellt, die das Pauli-Prinzip erklären sollten, jedoch werde ich nicht wirklich schlau daraus. Es ist mir zu kompliziert geschrieben.

Es wäre nett, wenn jemand den Text Stück für Stück runterbrechen und mir erklären könnte (natürlich nicht jedes einzelne Wort, aber grundlegend). Danke schon im Vorraus

Ich habe gelernt, dass sich nichts, das Masse besitzt, mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen kann. Aber dadurch, dass Photonen sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, haben sie doch kinetische Energie und Energie kann man in Masse umrechnen, das heißt, Photonen haben Masse. Wie können sie sich dann mit Lichtgeschwindigkeit bewegen?

Und warum ist es überhaupt unmöglich, Lichtgeschwindigkeit zu erreichen? Ich habe immer nur gehört, dass man dafür unendlich viel Energie bräuchte, aber warum eigentlich? Lichtgeschwindigkeit ist ja selbst endlich, also warum ist die Energie dahinter unendlich? Und woher bekommen Photonen so viel Energie? Sind das nicht Unmengen an Energie? Warum reicht dann eine Batterie, um eine Taschenlampe anzuschalten?

Der Indeterminismus besagt, dass nicht alle Ereignisse durch Vorbedingungen eindeutig festgelegt seien. Die Quantentheoretiker glauben nämlich, also sie wissen es nicht wirklich, dass es gewisse Ereignisse geben könnte, die nicht oder nicht eindeutig durch Ursachen bestimmt bzw. determiniert sind, sondern unbestimmt bzw. indeterministisch sein könnten. Und jenen Glauben bezeichnen die Quantentheoretiker dann als dominierende Wissenschaft, die jeden physikalischen Widerspruch eliminiert. Was bei mir dazu führt, dass ich diese spezielle Art eines Glaubensbekenntnisses ironisch als Quantentheologie bezeichne.

Weil ich ein Ungläubiger im quantentheologischen Sinne bin: Ich denke nämlich, dass solche Überlegungen nur „verbohrte“ Definitionen sind, wobei ich mit dem Begriff „verbohrt" bewusst ironisch auf den Namen des Physikers Niels Bohr anspiele und ich daher im Besonderen auf die physikalisch perverse Auslegung der Kopenhagener Deutung anspiele.

Denn eine indeterministische Welt kann keine Gesetzmäßigkeiten entwickeln, die ständig auf gleiche Weise deterministisch wiederholbar wären, um berechenbar, also bestimmbar zu sein. Weil nämlich das Wesen des Indeterminismus das genaue Gegenteil einer stetigen Wiederholung ist, um unbestimmt zu sein. Solch eine Definition ist allenfalls ein ganz perverses Plagiat des Märchens „Des Kaisers neue Kleider“, wo Schildbürger die Wissenschaft bestimmen. 

Denn eine deterministische Welt kann nicht unbestimmt sein, weil sich nämlich im Universum absolut nichts bewegt bzw. sich nichts Substanzielles verändert, denn auch die Mathematik wird von dieser deterministischen Eigenheit bestimmt. Es wäre daher besonders absurd, einen indeterministischen Vorgang berechnen zu wollen, denn Mathematik verlangt absolut bestimmte Operanden, die mit einem bestimmten Operator ein absolut vorbestimmbares Resultat erzwingen.

Mathematik ist also der Determinismus in Reinkultur. Wenn dann ein Resultat der Formulierung nicht mit den messtechnischen Tatsachen übereinstimmt, dann sollte das bei intelligenten Menschen dazu führen, dass man das genutzte Vorstellungsmodell einer genaueren Analyse unterzieht, was denn wohl der Grund für das Versagen der Berechnung sei.

Denn ein einzelnes Ereignis bzw. die fundamentale deterministische Operation ist keine Kette von einzelnen Aktionen und darf daher niemals zeitlich veränderliche Faktoren beinhalten, weil das Resultat das Einzige ist, was sich ändern darf, denn die Operanden und die Operation dürfen sich nicht während des zu berechnenden physikalischen Vorgangs ändern, weil sie gleichzeitig gegenwärtig und unveränderlich bleiben müssen, um ein veränderliches Resultat zu erwirken. Ansonsten wäre das Resultat auch unbestimmt, also indeterministisch.

Also, die Annahme eines unbestimmten bzw. indeterministischen Zustands des Raums ist besonders dann absurd, wenn die Abfolge solcher indeterministischen Zustände in einer vorhersagbaren Kurve enden sollte, die dann von einer Unschärferelation bestimmt werden könnte.  

Denn das Bemerkenswerte an einer deterministisch geordneten Reihenfolge von Ereignissen ist, dass der letzte gegenwärtige Zustand bestimmt, dass der folgende Zustand niemals identisch sein kann mit dem gegenwärtigen Zustand. Er kann nämlich nur eine räumliche Skaleneinheit größer oder kleiner sein, denn die anliegende Größe wird von der 1/r²-Skalierung bestimmt. Damit beschreibt sich eine strukturelle Kennzeichnung bzw. Sphäre im Raum, wo alle Abstände in Richtung Zentrum um eine Skaleneinheit geringer werden, was uns auch als Gravitation bekannt ist.   

Solche kontinuierlich ab- oder ansteigenden Skalenwerte setzen damit eine generelle deterministische Ordnung voraus, die einer üblichen indeterministischen Abfolge (Fluktuation) von Ereignissen widerspricht. Es gibt also auch keinen Bereich des Raums oder irgendeine Möglichkeit, dass der deterministischen Natur bzw. Ordnung des Raums irgendwie widersprochen werden kann. 

Denn die Unschärferelation setzt eine berechenbare bzw. eine bestimmte Prozesskette voraus. Indeterministische Prozesse können aber immer nur unbestimmte stochastische Resultate liefern.

Also: Wie erklärt sich der Indeterminismus, ohne dabei den Determinismus zu bemühen? Wie kann etwas logisch sein, was die Kausalität in Frage stellt? 

Hat er zufällig ne ppt Präsentation über Gravitationswellen. Würd mich freuen <3

Wenn Elektronen auf ein Atom knallen aber nicht genügend Energie besitzen, um ein Elektron des Atoms in eine höhere Bahn anzuregen, wird ja dennoch Energie abgegeben bspw. Wärme Energie. Auch wenn dieser Teil der Energie nur gering ist, frage ich mich, ob man dann dennoch von einem elastischen Stoß oder einem unelastischem Stoß spricht.

Gibt es dann überhaupt ganz elastische Stöße?

Die Singularität ist ein Denkfehler und unlogisch.

Energie kann nicht entstehen sondern nur stabil werden.

Das Universum begann aufgrund einer Instabilität.

Die Energie existierte und hatte nur eine Dimension.

Der Raum war instabil.

Quantentheoretisch kann ein Punktobjekt mit einem weiteren Punktobjekt überlagern und sich somit die beiden Quantitäten zu einer gemeinsamen Intensität addieren. Doch stellt sich die Frage, wo sich die Bezugspunkte befinden, zwischen denen sich eine Quantität bilden kann. 

Ich habe vor fünf Jahren mein Masterstudium in Elektrotechnik abgeschlossen und überlege aktuell, meinen Doktortitel zu machen — allerdings nicht in klassischer Elektrotechnik, sondern in einem anderen, zukunftsweisenden Bereich. Besonders interessieren mich dabei Quantenphysik und Raumfahrt.

Beides fasziniert mich extrem, da ich während meines Studiums schon ein paar Einblicke in Themen wie Quantencomputer, supraleitende Bauelemente und Satellitentechnologien bekommen habe. Vor allem die Entwicklung von Quantenkommunikation oder der Bau von Satelliten mit hochpräzisen Mess- und Steuerungssystemen finde ich spannend.

Jetzt frage ich mich, welcher dieser beiden Bereiche in Deutschland bessere Perspektiven bietet — sowohl was Forschungsförderung, Industrieanbindung als auch Karrieremöglichkeiten betrifft. Gibt es vielleicht ein Beispiel aus der aktuellen deutschen Forschungslandschaft oder Industrie, das zeigt, wie gefragt Fachkräfte in Quantenphysik oder Raumfahrt sind?

Ich freue mich auf eure Einschätzungen!

Angesichts des enormen Aufwand, den man bei Hochenergie-Teilchenbeschleunigern treibt, muss es doch frustrierend sein, wie wenig kinetische Energie man letztlich im einzelnen Teilchen hat. Ein fallender Regentropfen hat zehnmal mehr Energie als ein Proton, das im LHC beschleunigt wurde.

Gibt es keinen Mechanismus, der große Energien auf ein einzelnes - oder nur wenige - Teilchen verteilen kann? So wie ein Katapult die gesamte Energie auf ein einziges Projektil vereint.

Klar braucht es für Experimente eine gewisse Luminosität und ein einzelnes Teilchen ist wenig, aber so ein jederzeit erzeugbares Oh-My-God-Teilchen mit der Energie eines geschlagenen Golfballs, würde die Forschung doch ein großes Stück weiterbringen.

Ist das Universum ein emergentes Phänomen aus einem nicht-funktorialen, kategorial kohärenten ∞‑Topos – und wie können darin nichtlokale Quantenkorrelationen mit lokal kausaler Dynamik kohärent koexistieren, ohne dass ein physikalisch privilegierter Zeitparameter vorausgesetzt wird?

Stellen wir uns ein Universum vor, das nicht auf klassischen Feldern oder differenzierbaren Mannigfaltigkeiten basiert, sondern auf einer rein abstrakten, höheren Kategorientheorie: ein ∞‑Topos, der nicht bloß Mengen, sondern gleich ganze Homotopietypen von Zuständen und Prozessen umfasst. In diesem Modell sind physikalische Objekte nicht einfach Entitäten, sondern Funktoren höherer Ordnung – Strukturen, die nicht lokal, sondern global-logisch definiert sind.

Doch was, wenn dieses ∞‑Topos nicht funktorial im klassischen Sinn ist? Wenn also Kompositionen von Prozessen nicht eindeutig, sondern nur bis zu höherer Homotopie definiert sind? Die Konsistenz wäre nur „quasi“, die Kohärenz nur in einem allgemeinen, schwach strukturierten Sinn garantiert.

Und doch müssen sich innerhalb dieses formalen Rahmens sowohl nichtlokale Korrelationen – etwa solche aus der Quantenverschränkung – als auch lokale Kausalstrukturen, wie sie aus der Allgemeinen Relativitätstheorie bekannt sind, widerspruchsfrei manifestieren. Ohne Zeitparameter. Ohne global definierte Metrik. Ohne klassischen Raum. Nur durch interne Beziehungen, interne Transformationen, interne Logik.

Wo aber liegt dann der Ursprung der Dynamik? Wenn alles, was wir als „Bewegung“ oder „Entwicklung“ bezeichnen, nur interne Äquivalenz zwischen abstrakten Objekten in einem hochkategorialen Raum ist? Was bedeutet dann „Veränderung“?

Die eigentliche Zumutung dieser Frage liegt nicht im Mathematischen, sondern im Ontologischen:

Gibt es „Wirklichkeit“ jenseits aller beobachtbaren Strukturen – als reine Relation, als formale Struktur ohne Substrat?

Oder konkreter: Ist Kausalität ein emergenter Effekt aus der Nicht-Funktorialität kategorialer Kohärenz?

Was wurde in den letzten Jahren faszinierendes herausgefunden? Jemand kürzlich Wissenschaftsmagazine gelesen?

Astrophysik, Quantenphysik, Biologie etc.?

Bitte für Laien verständlich :)

Guten Abend,

in diversen Forschungsansätzen – von kategorialer Quantenmechanik über non‑kommutative Geometrie bis hin zu TQFTs und Kausalmengen – taucht immer wieder die Vorstellung auf, unser Universum ließe sich als endliches Register kohärenter Quantenzustände (ein „Quanten‑Kohärenzregister“) modellieren. Dabei wäre die Gesamtheit aller topologischen Invarianten, Faserbündel‑Konfigurationen und Knoteninvarianten bereits vorgegeben, und Dynamik ergäbe sich nur durch Interferenz­morphismen innerhalb dieses Registers.

Mich irritieren hierbei vor allem folgende Punkte:

1. Kohärenz vs. Kausalität – Wie vereinbart man simultane Superposition mit einer eindeutigen Partialordnung?
2. Endlichkeit vs. Unendlichkeit – Ein endliches Register suggeriert eine maximale Kolmogorov‑Komplexität; wie lässt sich das mit einem unendlich ausgedehnten Raumzeitkontinuum in Einklang bringen?
3. Dissipation ohne Zeitfluss – Wenn Dynamik nur als Automorphismus im Kohärenzregister auftritt, wo bleibt der thermodynamische Pfeil?
4. Superselektion und Äquivalenzklassen – Welche Äquivalenzrelationen zwischen Topoi, Spektraltripletts oder Spin‑Foams definieren physikalisch unterscheidbare Zustände?

Ich suche keine schnellen Antworten, sondern eine tiefgehende Diskussion mit verschiedenen, teils widersprüchlichen Perspektiven – ohne finale Lösung.

Angenommen, wir haben eine Photozelle mit einem Kathodenmaterial, das eine Ablöseenergie von 1 eV hat. Dann werden ja nur Elektronen gelöst – und somit ein Photostrom erzeugt – unterhalb der Grenzwellenlänge:

Wₐᵦₗₒₛₑ = h * c / λ → λ ≤ 1240 nm.

Könnten aber nicht theoretisch zwei Photonen, z. B. mit einer Wellenlänge von 1300 nm, gleichzeitig ein Elektron treffen und dieses somit aus der Kathode schlagen, sodass ein Photostrom entsteht?

Also: Können generell mehrere Photonen gleichzeitig auf z. B. ein Elektron Energie übertragen? Ein anderes Beispiel wäre zum Beispiel bei der Resonanzabsorption?

Vielen Dank für Rückmeldungen.

Wir haben das Gefühl, dass die Welt unabhängig unserer Überzeugungen materiell und fest ist. Tatsächlich war das aber schon immer nur eine Idee.

Bei der Suche nach fester Materie mussten Wissenschaftler feststellen, dass sich ein zu untersuchendes Objekt in immer kleinere Einheiten aufteilt. Heute wissen wir, dass die Grundpartikel keine Materie im üblichen Sinne mehr sind, sondern lediglich "Anregungen von alles durchziehenden Quantenfeldern", welche durch elektromagnetische Wechselwirkungen und quantenmechanischer Dekohärenz eine "feste Erscheinung" erhalten. 

Sehr vereinfacht gesagt ist Materie soetwas wie "verdichtete Energie" welche sich von anderer "verdichteter Energie" abstößt und dadurch eine gewisse Festigkeit erhält.

Aus dieser Perspektive ist die Idee von spirituellen und geistigen Prozessen genauso flüchtig und immateriell wie das, was wir als feste Materie bezeichnen!

Man könnte dadurch beinahe sagen, dass "alles Geist ist".

Primitiver Geist in Steinen, hochentwickelter Geist in Lebewesen.

-----------------------

Lasst uns diskutieren

Ist die Welt eine Simulation? Ich weiß der Gedanke erscheint absurd. Aber wenn man bedenkt das alles aus der selben Materie besteht, nämlich Quantenteilchen & es einen Urknall gab. Plötzlich erweitert dieses sich, aus dem NICHTS entstandene Universum. Das heißt es müsste ja eine höhere Instanz geben, es kann nicht sein das davor einfach NICHTS war. Und dann kommt dieses menschliche Bewusstsein an die Grenzen. Wir wissen und suchen für alles einen Sinn und glauben. Aber stellt euch mal vor, unser Universum ist nur ein Quantenteilchen einer anderen, größeren Welt. Stell dir vor, wir sind ein Quantenteil, aber es gibt dort Menschen die in unserer Größenordnung bestehen!
Mein Gedsnke war, wenn wir die Materie identifizieren können, ergibt sich ein klares Muster. Sind das Anzeichen für eine Simulation, in der wir uns befinden?
Wenn ich sagen würde: Ich glaube an Gott, wäre das genauso absurd, wie der Gedanke, in einer Simulation zu leben! Bloß wäre es traditionell anerkannt. Aber die Chance wäre wohl 50:50

Leider ist für solch ein grundsätzliches Thema die Plattform gutefrage.de nicht gut geeignet, weil deren Begrenzung der Buchstabenmenge zur Verstümmelung des Beitrags führt. 

Den Ursprung dieser Frage findest du unter meiner Antwort auf die Frage von HalloWerWarIch, siehe dazu: 

Wenn Sein, nicht Nicht-Sein ist, enthält es dann nicht diese? 

Er bat mich dort in Bezug auf meine Antwort, ob ich das mit dem Sein näher erklären könnte. Aber leider stellt ein Kommentarfeld nur eine begrenzte Möglichkeit dar und ich muss zu weiteren Maßnahmen greifen, um wenigstens eine verstümmelte Darstellung meiner ureigenen Vorstellung von Sein auch nur halbwegs erklären zu können. 

Daher antworte ich hier auch gleich und jemand, der darüber eine andere Meinung hat, kann seine eigene hier gleich wiedergeben oder meine kommentieren.