BZ-Interview

Klitzekleine Teilchen

Robert Löw ist Quantenphysiker an der Universität Stuttgart. Was soll das denn sein? Lassen wir ihn das am besten selbst erklären. Er kann das gut, er hat sogar ein Buch über Quantenphysik geschrieben.

Dieses Computerbild zeigt, wie Atome &...vergrößert – ungefähr aussehen. | Foto: juanjo - stock.adobe.com — Dieses Computerbild zeigt, wie Atome – stark vergrößert – ungefähr aussehen. Foto: juanjo - stock.adobe.com

BZ: Herr Löw, was genau macht ein Quantenphysiker?

Löw: Ich schaue mir die kleinsten Bauteile der Welt ganz genau an: Atome und Moleküle. Die sind so winzig, dass man sie nicht mit dem bloßen Auge sehen kann. Auch nicht mit dem Mikroskop, und auch nicht, wenn man unter das Mikroskop noch ein Mikroskop stellt. Diese Atome und Moleküle leben in der Quantenwelt. Die ist wie eine Zauberwelt, in der ganz verrückte Dinge passieren. Zum Beispiel können Teilchen durch Wände gehen oder sich an zwei Stellen gleichzeitig aufhalten. Also so, als ob man gerade in der Schule ist, aber auch gleichzeitig in der Bahn sitzt. Deshalb finde ich diese Welt so spannend.

BZ: Wie entdeckt man etwas in einer so winzig kleinen Welt?
Löw: Wir haben da zwei Möglichkeiten. Das eine sind spezielle Mikroskope, die nicht mit Licht, sondern mit Elektronen funktionieren. Damit kann man einzelne Atome sichtbar machen. Manchmal sind die Teilchen auch lustig und benehmen sich wie Wellen. Das kann man dann wirklich beobachten. Die andere Möglichkeit: Wir machen es sehr, sehr kalt. Minus 273 Grad Celsius. Bei diesen Temperaturen bewegen Atome sich sehr langsam. Und je langsamer sie sind, umso quantenmechanischer werden sie. Sie verschwimmen, werden zu einer riesigen Welle, Bruchteile eines Millimeters groß. Das ist immer noch sehr klein, aber groß genug, um sie jetzt doch mit einem normalen Mikroskop ansehen zu können.

BZ: Sie arbeiten viel mit technischen Geräten, oder?
Löw: Oh ja, unsere Experimente und Maschinen bestehen aus vielen hundert Bauteilen. Erst machen wir einen Plan, in etwa so wie ein Lego-Bauplan, und dann basteln wir alles zusammen. Das kann dann schon mal fünf Jahre dauern. Das Beste ist: Wenn es mal ein Gerät nicht gibt, das wir unbedingt brauchen, dann erfinden wir es einfach selbst. Damit können wir zum Beispiel Atome und Moleküle ganz vorsichtig einfangen und sie beobachten.

BZ: Warum wollen Sie überhaupt die Quantenwelt verstehen?
Löw: Aus drei Gründen. Erstens bin ich neugierig, wie die meisten Menschen. In unseren Experimenten passieren immer wieder Dinge, mit denen wir nicht gerechnet haben. Das ist, als ob man eine Reise macht und viele neue Sachen entdeckt. Zweitens liebe ich es, meine grauen Gehirnzellen anzustrengen und darüber nachzudenken, wieso ein Teil durch zwei Türen gleichzeitig gehen kann. Das ist eine richtige Knobelaufgabe. Zum Glück muss ich nicht alleine knobeln, wir arbeiten immer im Team und dann wird zusammen gerätselt.

BZ: Und der dritte Grund?
Löw: Wir haben zum Beispiel, so eher aus Versehen, eine Methode entwickelt, wie man Atemluft ganz genau analysieren kann. Wir hoffen, dass man damit irgendwann Krankheiten besser erkennen kann.

Buchtipp: Robert Löw und Oliver Schmaering: Das Elektron im Swimmingpool – Geschichten aus der unglaublichen Welt der Quantenphysik, Karibu-Verlag, Hamburg 2023. 96 S., 22,99 Euro, ab 10.

Ressort: Neues für Kinder