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Physik in Quanten
eine kurze Begegnung mit Wellen, Teilchen und den realen physikalischen Zuständen
VerfasserIn: Scarani, Valerio
Verfasserangabe: Valerio Scarani. Aus dem Engl. übers. von Anna Schleitzer
Jahr: 2007
Verlag: München [u.a.], Elsevier, Spektrum, Akad. Verl.
Mediengruppe: Buch
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 Vorbestellen Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a Standorte: NN.PR Scar / College 6a - Naturwissenschaften Status: Verfügbar Frist: Vorbestellungen: 0
Inhalt
Die Quantenphysik wird oft als abstrakte, verrückte Theorie wahrgenommen, die die Physiker anzuwenden gezwungen sind, um korrekte Vorhersagen zu treffen. Eine Vielzahl moderner Experimente aber hat gezeigt, dass die Verrücktheit der Theorie schlicht die Unbegreiflichkeit der Phänomene widerspiegelt: Die Natur selbst, nicht (nur) unsere theoretische Beschreibung, verhält sich in überraschender Weise. Aus den typischen Quantenphänomenen hat der Autor diejenigen ausgewählt, die man exakt abhandeln kann, ohne den Formalismus der Quantentheorie zu kennen oder auch nur tiefer gehende physikalische Kenntnisse vorweisen zu können. Im ersten Teil wird die Einteilchen-Interferenz behandelt. In diesem Kontext erläutert der Autor historische Aspekte des Welle-Teilchen-Dualismus, den objektiven Zufall und die Grenze zwischen der klassischen und der Quantenwelt, wendet sich aber auch einer relativ neuen Idee zu, der Quantenkryptographie. Der zweite Teil widmet sich dem modernen Thema der Verschränkung durch eine Darstellung von Zweiteilchen-Interferenzen und eine Diskussion der Bell’schen Ungleichungen. Abschließend gibt er einen knappen, präzisen Überblick über die wichtigsten Interpretationen der Quantenphysik. Eine großartige Darstellung der Grundlagen der Quantenmechanik für Nicht-Spezialisten ... Sachlich akkurat, klar und elegant formuliert, kompetent, mit einem angemessenen Sinn für das Staunen, den der Autor an die Leser weitergibt. Aber Shimony, Boston University Eine Herangehensweise im besten Feynman’schen Stil. Michel Bitbol, Ecole Polytechnique, Paris Ein Buch, das aus der Masse hervorsticht ... Der geradlinige Stil, gepaart mit dem frohgemuten Tonfall, erinnert an große Kommunikatoren der Wissenschaft wie Galilei, Gamow, Landau oder Feynman. [...] Ich fand dieses Büchlein absolut bezaubernd. Alain Laverne, Université Paris 7 (Quelle: amazon.de)
 
 
 
 
Aus dem Inhalt:
Vorwort IX / Prolog XVII // Teil I: Quanteninterferenz 1 // 1 Im Herzen des Problems 3 / 1.1 Fribourg, Mai 1997 3 / 1.2 Erste Beobachtungen 4 / 1.2.1 Halbdurchlässige Spiegel 4 / 1.2.2 Experiment 1 5 / 1.2.3 Experiment 2 6 / 1.3 Interferometrie 8 / 1.3.1 Der Ausgangspunkt 8 / 1.3.2 Mehr Überraschungen 9 / 1.3.3 Das Prinzip der Ununterscheidbarkeit 11 / 1.4 Am Ende der ersten Vorlesung 12 // 2 Zurück in die Geschichte 13 / 2.1 Fragen und Eigenschaften 13 / 2.1.1 Ununterscheidbare Autos 13 / 2.1.2 Klassische Fragen 14 / 2.1.3 Quantenfragen 16 / 2.2 Wellen und Teilchen 18 / 2.2.1 Eine kurze Geschichte des Teilchenbegriffs 18 / 2.2.2 Eine kurze Geschichte des Interferenzbegriffs 21 / 2.2.3 Warum Quantenmechanik? 24 / 2.3 Ausblick 25 // 3 Dimensionen und Grenzen 27 / 3.1 Reale Experimente 27 / 3.2 Neutroneninterferometrie 28 / 3.2.1 Ein Teilchen nach dem anderen 28 / 3.2.2 Quelle und Interferometer 29 / 3.2.3 Wegunterschiede 32 / 3.2.4 Die Größe von Rauchs Interferometer 35 / 3.3 Interferenz von großen Molekülen 36 / 3.3.1 Ein Student von Rauch 36 / 3.3.2 An die Grenzen gehen 37 / 3.3.3 Das Wiener Experiment 38 / 3.3.4 Quantenfußball 39 // 4 Auflehnung gegen die Autorität 41 / 4.1 Der Heisenberg-Mechanismus 41 / 4.1.1 Konstanz 1998 41 / 4.1.2 Ein Mechanismus hinter all den Prinzipien? 42 / 4.2 Heisenbergs Mechanismus im Labor 44 / 4.2.1 Atominterferometrie 45 / 4.2.2 Die Bedeutung des Konstanzer Experiments 47 / 4.3 Komplementarität und Unbestimmtheit 47 // 5 Eine nette Idee 51 / 5.2 Kryptographie 52 / 5.2.1 Eine Wissenschaft wird geboren 52 / 5.2.2 Das One-Time-Pad (Vernam-Code) 52 / 5.3 Die Verteilung eines Quantenschlüssels 54 / 5.3.1 Das Prinzip 54 / 5.3.2 Gerät und Protokoll 55 / 5.3.3 Der Lauscher wird ertappt 57 / 5.4 Eine Idee trägt Früchte 59 / 5.4.1 Von Bangalore nach Genf 59 / 5.4.2 Eine neue Perspektive 60 // Teil II: Quantenkorrelation 61 // 6 Ununterscheidbarkeit über die Entfernung 63 / 6.1 Saint Michel, zweite Vorlesung 63 / 6.2 Die (Un)unterscheidbarkeit zweier Teilchen 64 / 6.2.1 Das Franson-Interferometer 64 / 6.2.2 Zweiteilchen-Interferenz 66 / 6.3 Erste Betrachtung der Konsequenzen 68 / 6.3.1 Ein Prinzip und eine Überraschung 68 / 6.3.2 (Wenigstens) drei Erklärungen 70 / 6.3.3 Nachrichten übermitteln? 71 / 6.4 Ausblick 72 // 7 Der Ursprung der Korrelationen 75 / 7.1 Das Bell'sche Theorem 75 / 7.1.1 Schiedsrichter, Konditormeister und Teilchen 75 / 7.1.2 Das Bell'sche Theorem: Vorbemerkungen 77 / 7.1.3 Das Bell'sche Theorem: Die Aussage 79 / 7.1.4 Das Bell'sche Theorem: Kommentare 81 / 7.2 Eine kurze Geschichte der Quantenkorrelationen 83 / 7.2.1 Einstein-Podolski-Rosen und die Nichtlokalität 83 / 7.2.2 Schrödinger und die Nichtseparierbarkeit 84 / 7.2.3 Dreißig Jahre im Schrank 86 / 7.2.4 John Bell 88 / 7.3 Zurück zu den Phänomenen 89 // 8 Orsay, Innsbruck, Genf 91 / 8.1 Die Experimente von Aspect (1981 /82) 91 / 8.1.1 Die ersten Experimente 91 / 8.1.2 Das Lokalitäts-Schlupfloch 92 / 8.2 1998: Zwei weitere Experimente 94 / 8.2.1 Das Aspect-Experiment - perfektioniert 94 / 8.2.2 Korrelationen über zehn Kilometer Entfernung 95 / 8.3 Ein sonderbares Argument 96 / 8.4 ¿Experimentelle Metaphysik" 98 // 9 Erklärungsversuche 99 / 9.1 Warum sind wir überrascht? 99 / 9.2 Der ¿orthodoxe" Ansatz 100 / 9.2.1 Eine zufriedenstellende Überlegung 100 / 9.2.2 Bohrs Sicht 102 / 9.2.3 Everetts Sicht 103 / 9.3 Alternativen 104 / 9.4 Die mechanistische Interpretation der Führungswellen 106 / 9.5 Bemerkungen zum Ausgleich 107 / 9.5.1 Zufall und Determinismus 107 / 9.5.2 Meine Ansicht 109 // 10 In my End is my Beginning 111 / 10.1 Variationen 111 / 10.2 Quanten-Teleportation 112 // 10.3 Epilog 114 // Anmerkungen 117 // Index 137
Details
VerfasserIn: Scarani, Valerio
VerfasserInnenangabe: Valerio Scarani. Aus dem Engl. übers. von Anna Schleitzer
Jahr: 2007
Verlag: München [u.a.], Elsevier, Spektrum, Akad. Verl.
Systematik: NN.PR
ISBN: 978-3-8274-1794-7
2. ISBN: 3-8274-1794-5
Beschreibung: 1. Aufl., XIX, 140 S. : Ill., graph. Darst.
Originaltitel: Initiation à la physique quantique <dt.>
Fußnote: Aus dem Engl. übers.
Mediengruppe: Buch