Quantenphysik – die besten Beiträge

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.

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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.  

Man sagt, schneller als Lichtgeschwindigkeit geht es nicht... Wenn man aber nun mit Lichtgeschwindigkeit reist und das Licht anmacht, was passiert dann?

Irgendwo muss die Energie bzw. Ladung doch sein, ist sie verloren gegangen oder steht wieder zur Verfügung wenn der Akku wieder wärmer ist?

Oder geht die Energie bei Kälte deswegen verloren, weil es bei Minustemperaturen zur Erhaltung der Temperatur des Akkus Letzterer mit Akkustrom beheizt werden muss?

Das nutzbare Temperaturfenster für die Akkus ist ja relativ eng nach oben wie nach unten begrenzt

Was sagt die Quantenphysik und was die Relativitätstheorie?

Auf jede noch so erdenkliche Frage, hätte er eine Antwort!

Z.b. was ist am Ende vom Universum?

Gibt es einen Gott?

Warum existiert diese Welt?

Wer hat Gott erschaffen?

Was wäre wenn er wirklich auf alles eine wahrhaftige Antwort hätte?

Würde man ihn dann in die Klapse stecken?