3 eigentlich unmögliche Dinge, die Physiker einfach möglich gemacht haben

von Dana Neumann 7.09.2019 - 13:03 Uhr

Neue Urknalltheorie eines Physikers: Könnte Dunkle Materie noch vor dem Big Bang entstanden sein und "geholfen" haben

So undurchdringlich Physik wahrscheinlich für die meisten von uns ist, so faszinierend sind ihre Errungenschaften. Wahre Wunder der Physik haben Forscher schon zum Vorschein gebracht, darunter vor allem jene, deren Existenz viele für gar nicht möglich gehalten haben.

Wunder der Physik: Diese undenkbaren Dinge gibt es

Was Physiker durch jahrelange Forschung erschaffen, wird uns im Alltag sehr wahrscheinlich nie begegnen. Gerade deshalb lohnt es sich, einen Blick darauf zu werfen, was uns dadurch bisher entgangen ist. Einige der Erfindungen sind so abstrakt und bizarr, dass sie durch und durch faszinieren.

Physik-Wunder #1 Das molekulare Schwarze Loch

Wenn dir ein Schwarzes Loch ein Begriff ist, fällt dir dazu als erstes sicherlich das Universum und das enorme Ausmaß eines solchen Objektes ein. Physiker beschäftigen sich in diesem Kontext aber auch mit Schwarzen Löchern auf molekularer Ebene, die winzig sind.

Zumindest erschufen sie etwas, das sich wie ein Schwarzes Loch verhält. Dazu haben sie den gegenwärtig stärksten Röntgen-Laser auf spezielle Moleküle gerichtet, was zunächst wie erwartet zu einem Vakuum führte, das Elektronen vom äußersten Rand des Atoms einsaugte. Diesmal fraß sich die Luftleere aber weiter bis zu den Elektronen angrenzender Atome, wie ein Schwarzes Loch innerhalb eines Moleküls. Solange, bis das ganze Konstrukt explodierte.

Physik-Wunder #2 Die unmögliche Materie

Hast du schon einmal etwas von Supersoliden gehört? Dabei handelt es sich um eine Materie, die fest und flüssig zugleich ist. Das Material besitzt nämlich auf der einen Seite die starre, kristalline Struktur aller Feststoffe, auf der anderen Seite jedoch erscheint sie wie eine Flüssigkeit.

Erreicht wurde das Paradoxon angeblich 2016 von zwei unabhängigen Forscherteams, die verschiedene Methoden anwandten. Eine davon beinhaltete, das Bose-Einstein-Kondensat, die kälteste existierende Materie, herzustellen, durch das Kühlen von Rubidium in einem Vakuum. Das daraus entstandene Kondensat wurde anschließend in einem Gerät mit zwei Kammern und sich gegenüberliegenden Spiegeln platziert. Anschließend schossen die Forscher Laser darauf, die die Partikel der Materie dazu anregten, sich in kristallinem Muster anzuordnen. Ihre Fließfähigkeit behielt sie zugleich bei.

Physik-Wunder #3 Zeitkristalle

Als der Physiker und Nobelpreisträger Frank Wilczek 2012 Zeitkristalle vorschlug, widersprach diese Idee noch den Gesetzen der Physik. Fünf Jahre später fanden Forscher heraus, wie sich die Objekte realisieren lassen.

Das Faszinierende: Was sich Wilczek vorstellte, waren Kristalle, die Bewegung im Grundzustand produzieren können, dem geringsten Level an Energie. Theoretisch ist Bewegung dort unmöglich, weil Energie dafür notwendig ist, die im Grundzustand kaum bis gar nicht vorhanden ist.

Wlczek glaubte aber daran, das kontinuierliche Bewegung dadurch erzeugt werden könne, die atomare Anordnung eines Kristalls in den und aus dem Grundzustand heraus zu schnippsen. Die atomare Struktur eines solchen Objektes würde sich in der Zeit wiederholen und konstanten Wechseln ohne Energie produzieren.

Um diese Zeitkristalle tatsächlich herzustellen, manipulierte ein Team an Forschern zehn miteinander verbundene Ytterbium-Ione mit zwei Lasern. Während der eine ein Magnetfeld formte, passte der zweite das Drehen der Atome an bis Wilczeks Schnippsen auftrat.

Fazit: Nichts ist unmöglich

Wenn es eine Wissenschaft gibt, die sich auszeichnet durch spezielle Wunder, ist es Physik. Was Forscher auf diesem Gebiet erschaffen, ist so unglaublich, dass die meisten von uns nicht einmal in Gedanken auf solche Ideen kommen.

Wie spannend die Wissenschaft ist, zeigen auch andere Beispiele. So arbeiten Forscher bereits an einer Quantencomputer-Zeitmaschine. Andere wiederum haben eine Alternative zu Einsteins Relativitätstheorie entdeckt. Besonders faszinierend ist auch, was ein weltbekannter Physiker wie Stephen Hawking über Gott zu sagen hat.