Physiker: Geistesblitz kam beim Telefonieren

Ein junger Wissenschaftler an der Uni Innsbruck hat es geschafft, komplizierte quantenphysikalische Sachverhalte mit einer einfachen Formel zu beschreiben. Die zündende Idee kam ihm, als er sich mit seiner Mutter am Telefon über das Wetter unterhielt.

So ungewöhnlich, wie er zu seiner Idee fand, ist auch sein Werdegang: Christoph Dittel wuchs in einem kleinen Dorf in der Nähe von Bad Tölz auf und machte eine Lehre als Zimmerer. Erst auf dem zweiten Bildungsweg machte er sein Abitur nach, ursprünglich mit dem Ziel, Bauingenieur zu werden. In der Schule packte ihn aber die Liebe zur Physik, und so studierte er an der Universität Innsbruck Physik.

Skurrile Quantenwelt

Bekanntlich herrschen in der Quantenwelt eigene Gesetze und Phänomene, die oft skurril anmuten, weil sie mit der gewöhnlichen Erfahrungswelt des Menschen wenig zu tun haben. Mit einem dieser Phänomene hat sich Dittel von der Uni Innsbruck näher befasst: Es ist der Auslöschungseffekt, der auf den Eigenschaften einer Welle von Quantenteilchen beruht. Quantenphysiker bezeichnen diesen Effekt unter dem Begriff „totale destruktive Interferenz“.

Diesen Auslöschungseffekt gibt es in verschiedenen Systemen und auch für mehr als zwei Teilchen. Dittel erklärt, der Vorgang sei vergleichbar mit der gegenseitigen Auslöschung von Wasserwellen, wenn ein Wellental auf einen Wellenberg einer anderen Welle trifft.

Blick auf die Symmetrie gerichtet

Der Auslöschungseffekt ist in der Quantenphysik sehr wichtig, weil etwa Quantencomputer auf der Ausnutzung dieses Effekts beruhen. Bisher war es aber nicht möglich, die verschiedenen Einzelfälle dieses Effekts unter eine Formel zu bringen. Dittel lenkte seinen Blick bei der Betrachtung des Effekts auf die Symmetrie, und das sollte sich als der Schlüssel erweisen. Als er sich am Telefon mit seiner Mutter über das Wetter unterhielt, sei ihm plötzlich die Lösung eingefallen. Schnell beendete er das Gespräch und brachte seine Idee zu Papier.

Natürlich war es dann noch einiges an Arbeit, diese Idee in eine mathematische Formel zu gießen, erzählt der 30-jährige Doktorand. Es zeigte sich, dass die Formel alle bisherigen Speziallösungen beschrieb und auch in weiteren Bereichen der Quantenphysik anwendbar ist. Dittel konnte zeigen, dass sich im Blick auf die Symmetrie in einem System einfach bestimmen lässt, welche Auslöschungseffekte auftreten können.

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