Terra X Harald Lesch

Die Welt des Allerkleinsten ist die Welt der Quanten. Die heutige Technik ist ohne unser Wissen darüber nicht denkbar. In der Zukunft könnte sie unser aller Leben sogar revolutionieren. Dieses Jahr feiern wir 100 Jahre Quantenphysik. Harald Lesch erforscht ihre damalige und jetzige Bedeutung. Mit dem Nobelpreisträger Ferenc Krausz erkundet er, wohin uns die Quantenforschung noch führen wird - jenseits unserer Vorstellungskraft. Anfang der 1920er-Jahre stießen sehr junge und begabte Physiker zu den bekannten Professoren dieser Zeit. Viele berühmte Wissenschaftler - wie Niels Bohr und Albert Einstein - hatten sich bereits mit der rätselhaften Welt der Quanten befasst. Sie scheiterten aber daran, den Durchbruch mithilfe der bis dahin bekannten Gesetze der Physik zu erzielen. Im Juli 1925 veröffentlichte der junge Werner Heisenberg schließlich seine Quantentheorie. Er zeigte, dass Objekte der atomaren Welt eine "Doppelnatur" haben: Mal verhalten sie sich als Teilchen, mal wie eine Welle. Dazwischen gibt es einen Zustand der "Unschärfe", in dem sie beides sein können - es sind Quanten. Das sprengt unsere Alltagserfahrung und Vorstellungskraft. Nur mittels rein abstrakter Mathematik lassen sich die seltsamen Phänomene im Allerkleinsten erklären. Dank dieses Wissens konnte man Lasertechnologie, Mikrochips und auch Smartphones entwickeln. Am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching trifft Harald Lesch den Nobelpreisträger Ferenc Krausz. 2023 wurde er mit dem Preis für Physik ausgezeichnet. Er und sein Team nutzen eine spezielle Lasertechnologie, um hochpräzise Blutanalysen zu entwickeln, die Krankheiten möglichst früh erkennen sollen. Das Ziel ist, möglichst die komplette molekulare Zusammensetzung einer Blutprobe erfassen zu können. So will man viel früher und viel genauer Hinweise auf krankhafte Veränderungen finden. Wie weit ist diese Forschung bereits? Und was hat die seltsame Welt der Quanten damit zu tun? Mithilfe der Quantenphysik forscht man auch an der Herstellung neuer Materialien, die immer kleinere und leistungsstärkere Rechner ermöglichen: Quantencomputer. Sie übertreffen die Leistung selbst der stärksten herkömmlichen Superrechner um ein Millionenfaches. Das birgt auch Gefahren. Was, wenn die Superrechner zum Knacken von Passwörtern eingesetzt werden? In Sekundenbruchteilen ließen sich selbst die sichersten Passwörter entschlüsseln. Kein Computer wäre mehr vor einem Angriff sicher. Und dann? Harald Lesch zeigt, dass die Welt der Quanten nicht nur etwas für Spezialistinnen und Spezialisten ist. Selbst wenn wir sie nicht komplett verstehen, spüren wir ihre Wirkung. Damit wir auch in Zukunft die technischen Entwicklungen kritisch begleiten können, müssen wir in der Lage sein, Chancen und Risiken einzuschätzen. Wir sind auf dem Weg in neue Sphären, die nicht nur die Medizin und Kommunikation revolutionieren, sondern auch in viele weitere Bereiche unseres Lebens eingreifen werden.