Der Begriff der „Quanten“ hat Hochkonjunktur. Wir kennen ihn nicht nur aus Wissenschaftsmeldungen in Zeitschriften, sondern auch aus der populären Kultur, aus der Science-Fiction und der alternativen Medizin. Die Quantenphysik beflügelt unsere Fantasie in vielen Bereichen, da sie der klassischen Physik und unserer Alltagserfahrung widerspricht und dem Beobachter eine zentrale Bedeutung einräumt. Doch was sind Quanten überhaupt? Und was haben sie mit Bewusstsein und mit der Leuchtstruktur zu tun?
Anfang des 20. Jh. entdeckten Physiker, dass sich physikalische Systeme nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft verändern. Wärmestrahlung, Licht (Photonen), die Atome und generell alle Phänomene der atomaren und subatomaren Welt bewegen sich immer dann, wenn sie eine bestimmte Menge (lat. quantum) von Energie erreicht haben. So wie kleine Wassertropfen, die an der Fensterscheibe hängen und erst ab einer bestimmten Grösse weiterfliessen. Ein Quant ist also die kleinste Einheit einer physikalischen Grösse, bezeichnet aber zugleich auch die kleinsten Objekte wie Quarks, Elektronen, Protonen, Atome, Photonen, Phononen u.a.
In der Folge hat die Quantenphysik zur Entwicklung des Atommodells und des Periodensystems (vgl.
News 1/19;
News 3/19), aber auch zur digitalen Technologie geführt. Gleichzeitig widersprechen viele ihrer Befunde der klassischen Physik und bringen sowohl Physiker wie Laien zum Staunen: Die Welt im Kleinsten funktioniert nicht so, wie wir dies von unserer Alltagserfahrung her kennen. So haben Quantenpartikel beispielsweise die Eigenschaften sowohl von Wellen wie von Teilchen (Teilchen-Welle-Dualismus). Sie können an mehreren Orten gleichzeitig sein (Superposition), und ihre Eigenschaften wie Geschwindigkeit, Richtung, Drall u.a. sind nicht beliebig genau bestimmbar (Unschärferelation). Das Kausalitätsprinzip scheint in der Quantenwelt ausgehebelt zu sein, hier regiert eher der Zufall. Wo sich ein Elektron in einem Atom befindet, oder wann ein Atomkern zerfällt, lässt sich nicht voraussagen, sondern nur durch Wahrscheinlichkeiten angeben. Teilchen können miteinander über riesige Distanzen verschränkt sein, so dass das eine immer genau zu wissen scheint, welchen Zustand das andere hat und sich entsprechend verhält. Erst durch eine Messung oder Beobachtung kollabieren die Überlagerungen, so dass sich aus der Welt der Unschärfen und Möglichkeiten sich ein klares Bild ergibt. Dies wiederum legt nahe, dass der Beobachter einen Einfluss auf das Untersuchungsobjekt hat. Für manche Physiker lässt sich dies auf das Bewusstsein zurückführen: Unser Bewusstsein trägt also dazu bei, dass aus der flüchtigen und verschwommenen Quantenwelt unsere klare und verlässliche physikalische Realität und Alltagswelt entsteht.